Spektrometar je mjerni uređaj koji sakuplja svjetlosne valove. Koristi ove svjetlosne valove za određivanje materijala koji je emitirao energiju ili za stvaranje frekvencijskog spektra. Astronomi najčešće koriste spektrometre za određivanje sastava zvijezda ili drugih nebeskih tijela. Kad su predmeti dovoljno vrući, emitiraju vidljivu svjetlost u određenoj točki ili točkama na elektromagnetskom spektru. Spektrometri dijele dolazni svjetlosni val u njegove sastavne boje. Pomoću toga mogu utvrditi koji je materijal stvorio svjetlost.
Najosnovniji dizajn modernog spektrometra je sklop prorezanog zaslona, difrakcijske rešetke i fotodetektora. Zaslon dopušta snop svjetlosti u unutrašnjost spektrometra, gdje svjetlost prolazi kroz difrakcijsku rešetku. Rešetka dijeli svjetlost na snop svojih sastavnih boja, sličan prizmi. Prema Sveučilištu u Arizoni (referenca 1), mnogi spektrometri također imaju kolimativno zrcalo koje svjetlosne valove čini paralelnim i koherentnim, što ga čini usredotočenijim. To se posebno odnosi na spektrometre koji se koriste u teleskopima. Svjetlost se zatim reflektira na detektor koji uzima pojedinačne valne duljine.
Prema NASA-i (referenca 2), spektroskopi mogu odrediti atmosferski sastav analizirajući valne duljine apsorbirane sunčeve svjetlosti koja prolazi kroz određeni dio atmosfere. Kad svjetlost prolazi kroz plin, poput kisika ili metana, plin apsorbira neke valne duljine. To se promatra kao različite boje, ovisno o plinu.