Spektrometer je merací prístroj, ktorý zhromažďuje svetelné vlny. Používa tieto svetelné vlny na určenie materiálu, ktorý emitoval energiu, alebo na vytvorenie frekvenčného spektra. Astronómovia najčastejšie používajú spektrometre na určenie zloženia hviezd alebo iných nebeských telies. Keď sú objekty dostatočne horúce, vyžarujú viditeľné svetlo v danom bode alebo bodoch elektromagnetického spektra. Spektrometre rozdelia prichádzajúcu svetelnú vlnu na jej jednotlivé farby. Pomocou toho môžu určiť, aký materiál vytvoril svetlo.
Najzákladnejším dizajnom moderného spektrometra je zostava so štrbinovou obrazovkou, difrakčnou mriežkou a fotodetektorom. Obrazovka umožňuje lúč svetla do vnútra spektrometra, kde svetlo prechádza difrakčnou mriežkou. Mriežka rozdelí svetlo na lúč jeho komponentných farieb, podobne ako hranol. Podľa University of Arizona (referencia 1) má veľa spektrometrov tiež kolimačné zrkadlo, vďaka ktorému sú svetelné vlny rovnobežné a koherentné, čo zvyšuje jeho koncentráciu. To platí najmä pre spektrometre používané v ďalekohľadoch. Svetlo sa potom odráža na detektor, ktorý sníma jednotlivé vlnové dĺžky.
Podľa NASA (referencia 2) môžu spektroskopy určiť zloženie atmosféry analýzou vlnových dĺžok absorbovaného slnečného žiarenia, ktoré prechádza daným úsekom atmosféry. Keď svetlo prechádza plynom, ako je kyslík alebo metán, plyn absorbuje niektoré vlnové dĺžky. To sa považuje za rôzne farby, v závislosti od plynu.