对光的速度的测量是技术的大发展，但是这最重要的技术不是因为对光速度的研究，而是对光颜色的研究。
牛顿通过光通过棱镜的情形来观察光的性质。他在把实验装置装备好时，就会在棱镜后面的屏幕上产生光谱，这是一道彩虹。所谓“红移”与“蓝移”就是根据光谱位置来说的。
牛顿发现白光并不单纯，而且白光是最不单纯的光，白光可以分成多色，多色光又可以合成白光。
约瑟夫·弗劳恩霍费尔（1787~1826年）是慕尼黑的一名磨镜师和玻璃制造工匠。他曾经设计过精密的磨床，他还改进了望远镜，并且对各种玻璃的性质十分熟悉，知道怎样加工成优质的光学仪器。
弗劳恩霍费尔比较各种玻璃的光折射，让日光通过用单种玻璃做的棱镜，但他发现：由于光谱的颜色密集在一个较小的范围内，一开始就做出精密比较是不可能的。所以弗劳恩霍费尔拟定了方案，依靠这个方案进一步扩展光谱。
结果，弗劳恩霍费尔线诞生了。
太阳光谱的颜色不是没有间隙的和连续的，从光谱上看到的是：无规则地有窄谱线分布。这就是弗劳恩霍费尔线。
弗劳恩霍费尔认为，“这些谱线证明被分解的白色日光的成份，并非是由不同折射力的连续光谱组成，而且证明光来自一定的颜色层次，因此暗线是光谱中的间隙，这些间隙与缺少的光相应，假使这个光谱每次都是由日光通过同一材料制作的棱镜产生的话，这些谱线就会始终处在光谱的同一部分，次序和位置相同，密度和明暗相同。如果材料不同，数量、次序、明暗度也没有变化，但是谱线之间的相互距离却有不同”。
人们历来都认为太阳与其他恒星是同一光种，但弗劳恩霍弗尔发现恒星光谱与太阳光谱不同。
这下引发了一项重要研究，即光谱分析。光谱分析是19世纪的重大科学成就，由于光谱分析，使得化学家可以指出微小元素的情况，而天文学家也开始走向天文物理。至于冶金、工程等方面，也可以精密地确定出微量物质从而断定质量与事故。
当时人们利用的是元素、原子与光的关系，而为什么它们能保持发光并且颜色各不相同呢？19世纪的人们是不知道的，这是原子物理学的范围了。
今天实验室里的“本生灯”，是科学家本生发明的一项技术性工具，是一种有充分空气供应的煤气灯。由于空气供应很充分，这种火焰几乎没有颜色，而且热量很高，十分有助于观察颜色。
德国的化学家本生（1811~1899年）与他的同事克希霍夫（1824~1887年）利用这种灯研究了很多元素的燃烧发光。
他们用铂金丝将各种盐类慢慢靠近火焰，就可以观察到盐类上燃烧的蒸气光谱。“我们面前的这些现象，属于人造的最辉煌的光学现象。现在我们只看到与燃烧的盐相应的光谱，这种光谱以最大的光泽出现，而在以前的实验中，光谱的最大特点被酒精光所遮蔽”。
本生与克希霍夫断定金属有其特殊的焰色反应。为了进一步使不易熔解的金属化合物呈现焰色反应，他们二人还利用了电火花，因为电火花提供的火光很强。
白炽的固体光谱是连续的。由于元素的光谱与其含在哪种化合物中无关，那么检验某种元素的一种好方法就是焰色反应。在检验中，一种化合物的各种元素的光谱不会相互干扰或影响。但主要的是，本生和克希霍夫提供的验证方法显示了极大的灵敏度。本生描述说，在一次实验中，三百万分之一毫克的钠已经足够获得一个清晰的光谱了。
运用光谱分析，人们不久发现了在研究中一直被忽视了的一些化学元素，因为它们只是出现在极微量的分布中。像铷和铯，就是本生通过焰色发现的。后来通过光谱，又发现了铟、镓、钪的存在。未知化合物的成分也可以通过光谱分析确定。
弗劳恩霍费尔曾经观察到，太阳光谱的两条暗线刚好处在实验室实验中钠光谱的明线位置上。莱昂·富科和本生以及克希霍夫是这样解释的：如果亮光落在较不亮的钠蒸气上，那么就会出现“钠线的逆变”。光谱中，原来明线的位置到现在比其余部分暗。使用相应的实验方法，其他化学元素的光谱线也有同样的情况。
其原因是什么呢？
发光的气体和蒸气吸收它们自己放射的颜色。除了发光体的光引起的发射光谱外，还有吸收光谱。光通过发光的气体和蒸气时，就产生了吸收光谱。这时，吸收光谱在某种程度上就是发射光谱的“反面”。吸收光谱中属于某一元素的暗线所处的位置，恰好是没有吸收时发射光谱的明线所处的位置。
这种认识解释了太阳光谱中弗劳恩霍费尔线的形成。
克希霍夫这样写道：
“为了解释太阳光谱的暗线，必须承认，太阳的大气包围着发光体，发光体本身只产生没有暗线的光谱。人们可以做的假设就是，太阳是一个固体的或流体的高温的核，四周是温度略低的大气”。
太阳大气中的元素吸收了“自己的”光，因此形成了暗线。事实上进一步的测量和比较表明，地球上有许多元素在太阳大气中是炽热的蒸气。只要扩大研究恒星的光谱，就会发现，“地球上的”元素在恒星上也存在。
在化学史上，有一个元素的发现第一次是在太阳上。
当时人们已经知道怎样安放和遮暗附有光谱仪的望远镜，以取得太阳四周炽热气体层的光谱，而不是太阳本身的光谱。所以，分光镜显示的不是吸收光谱，而是发射光谱。正常情况下暗的弗劳恩霍费尔线显得明亮了。英国天文学家和物理学家约瑟夫·诺尔曼·洛克耶在这里观察到一个明亮的黄线，这个位置是属于一个未知的元素的。洛克耶猜想原因是地球上存在一个未知的元素，他命名为氦。几乎过了30年，1895年地球上的氦才被发现，而且是在某些矿物之中，有微量的氦。新元素第一次发现于太阳，后来才发现于地球，这是一个令人信服的证据，证明同样的元素也存在于天体之说。
从此，光谱分析在天文学和天文物理学方面建立了丰功伟绩。
人们从星球的光谱可以推断其表面大气温度，由此又可得到星体本身温度的要点。
光源的光谱中存在细微的，只有用最精密的手段才可以测得的偏移，偏移取决于光源朝我们来或离我们去的运动速度，根据这一点，可以用光谱分析来测定恒星速度。
19世纪迅速发展的摄影技术，为光谱分析作出了贡献。
目前光谱分析已从可见光到不可见光，可以对遥远星球的化学成份进行测定，证明了化学元素的普遍存在。
