Un atome au repos émet un spectre caractérisé par des fines raies d'émissions. C'est la carte d'identité de l'atome. L'effet Doppler influe le spectre lorsque l'atome est en mouvement et permet de remonter à la source. A une certaine température, on a un élargissement de la raie due à l'effet Doppler, la mesure de cette élargissement donne la température.
Si toutes les raies sont décalées, c'est la vitesse relative de la source qui est en cause, si elle s'eloigne la fréquence est plus basse elle décale vers le rouge.
En présence d'un champ magnétique c'est l'effet zeeman qui intervient en dédoublant les raies et en les décalant proportionnellement au champs magnétique.
Si dans un spectre continue on observe des raies noires c'est qu'il a eut absorption de la lumière du spectre continue par un élément chimique caractérise eu même endroit que sa raie d'émission