Spektrométer egy fényhullámokat összegyűjtő mérőeszköz. Ezekkel a fényhullámokkal határozza meg az energiát kibocsátó anyagot, vagy frekvenciaspektrumot hoz létre. A csillagászok a spektrométereket használják leggyakrabban a csillagok vagy más égitestek alkatának meghatározásához. Ha a tárgyak elég forrók, látható fényt bocsátanak ki az elektromágneses spektrum adott pontján vagy pontjain. A spektrométerek a beérkező fényhullámot összetevőikre osztják. Ennek felhasználásával meghatározhatják, hogy milyen anyag hozta létre a fényt.
A modern spektrométer legalapvetőbb kialakítása egy hasított képernyő, egy diffrakciós rács és egy fotodetektor együttese. A képernyő fénysugarat enged be a spektrométer belsejébe, ahol a fény áthalad a diffrakciós rácson. A rács felosztja a fényt egy összetett színű gerendára, hasonlóan a prizmához. Az Arizonai Egyetem (1. hivatkozás) szerint sok spektrométerben van egy kollimáló tükör is, amely a fényhullámokat párhuzamosan és koherenssé teszi, ezáltal jobban fókuszálva. Ez különösen vonatkozik a távcsövekben használt spektrométerekre. Ezután a fény visszaverődik egy detektorra, amely felveszi az egyes hullámhosszakat.
A NASA szerint (2. hivatkozás) a spektroszkópok meghatározhatják a légköri összetételt azáltal, hogy elemzik az elnyelt napfény hullámhosszait, amelyek áthaladnak a légkör adott szakaszán. Amikor a fény áthalad egy gázon, például oxigénen vagy metánon, a gáz elnyeli a hullámhosszak egy részét. Ezt különböző színűnek tekintik, a gáztól függően.