Ein Spektrometer ist ein Messgerät, das Lichtwellen sammelt. Es verwendet diese Lichtwellen, um das Material zu bestimmen, das die Energie emittiert, oder um ein Frequenzspektrum zu erstellen. Astronomen verwenden Spektrometer am häufigsten, um die Zusammensetzung von Sternen oder anderen Himmelskörpern zu bestimmen. Wenn Objekte heiß genug sind, emittieren sie sichtbares Licht an einem bestimmten Punkt oder an bestimmten Punkten des elektromagnetischen Spektrums. Spektrometer zerlegen die einfallende Lichtwelle in ihre Komponentenfarben. Damit können sie feststellen, aus welchem Material das Licht entstanden ist.
Der grundlegendste Aufbau eines modernen Spektrometers besteht aus einem geschlitzten Bildschirm, einem Beugungsgitter und einem Photodetektor. Der Schirm lässt einen Lichtstrahl in das Innere des Spektrometers, wo das Licht das Beugungsgitter passiert. Das Gitter zerlegt das Licht ähnlich einem Prisma in einen Strahl seiner Teilfarben. Laut der University of Arizona (Referenz 1) haben viele Spektrometer auch einen Kollimationsspiegel, der die Lichtwellen parallel und kohärent macht und damit fokussierter macht. Dies gilt insbesondere für Spektrometer, die in Teleskopen verwendet werden. Das Licht wird dann auf einen Detektor reflektiert, der einzelne Wellenlängen aufnimmt.
Laut NASA (Referenz 2) können Spektroskope die atmosphärische Zusammensetzung bestimmen, indem sie die Wellenlängen des absorbierten Sonnenlichts analysieren, das einen bestimmten Abschnitt der Atmosphäre durchquert. Wenn Licht ein Gas wie Sauerstoff oder Methan durchdringt, absorbiert das Gas einige der Wellenlängen. Dies wird je nach Gas als unterschiedliche Farben angesehen.