光谱学的历史从牛顿的色散实验开始。
德国物理学家夫琅和费（Joseph von Fraunhofer，1787-1826）在光谱学上作过重大贡献。他对太阳光谱进行过细心的检验，1814－1815年，他向慕尼黑科学院展示了自己编绘的太阳光谱图，内有多条黑线，并对其中的八根显要的黑线标以A至H等字母（人称夫琅和费线），这些黑线后来就成为比较不同琉璃材料色散率的标准，并为光谱精确测量提供了基础。是他发明了衍射光栅。后来建造了刻纹机。
其后，光谱的性质逐渐被人们认识，并受到了重视。许多人进行过光谱方面的实验，认识到发射光谱与光源的化学成分以及光源的激发方式有密切关系。
光谱分析对鉴定化学成分的巨大意义，导致了光谱研究工作的急骤发展。然而，由于当时缺乏足够精度的波长标准，观测结果很是混乱。 1868年，埃格斯特朗（Anders Jinas Angsrtom,1814-1874）发表“标准太阳光谱”图表，记有上千条夫琅和费线的波长，以10-8cm为单位，精确到六位数字，为光谱工作者提供了极其有用的资料。为了纪念他的功绩，10-8cm后来就命名为埃格斯特朗单位（简写作?）。他的光谱数据用途用作国际标准达十几年，后来发现阿普沙拉市的标准米尺与巴黎的米原器相比，不是999.81mm，而是999.94mm，致使埃格斯特朗的光谱数据有系统误差，1887－1893年后，被罗兰的数据所代替。
氢光谱的获得也要归于埃格斯特朗，是他首先从气体放电的光谱中找到了氢的红线，即Hα线，并证明它就是夫琅和费从太阳光谱发现的C线。后来，又发现另外几根可见光区域内的氢光谱，并精确地测量了它们的波长。1880年胡金斯（William Huggins,1824-1910）和沃格尔（Hermann Carl Vogel,1841-1907）成功地拍摄了恒星的光谱，发现这几根氢光谱线还可扩展到紫外区，组成一光谱系。这个光谱系具有鲜明的阶梯形，一根接着一根，非常有规律。可是，即使这样明显的排列，人们了无法解释。
19世纪80年代，光谱学已经取得了很大的发展，积累了大量的数据资料。摆在物理学家面前的任务，是整理这些浩繁杂乱的资料，找出其中的规律，并对光谱的成因，即光谱与物质的关系作出理论的解释。
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