Spectraal-analyse noemt men een onderzoek van het spectrum (zie Kleurenleer), namelijk: van een door eenig ligchaam uitgestraald of er doorheen gestroomd licht, met het doel, de stoffelijke gesteldheid van dat ligchaam te leeren kennen. Vaste en gloeijend-vloeibare ligchamen geven een eenvormig spectrum, terwijl het spectrum van gloeijende gassen uit lichte lijnen of strepen bestaat, wier plaats, aantal en kleur eigenaardig zijn voor iedere zelfstandigheid. Men behoeft dus een ligchaam, dat men onderzoeken wil, slechts in eene niet lichtgevende vlam van voldoende warmte te brengen, om daarna zijn spectrum door middel van den spectroscoop te onderzoeken. Deze methode onderscheidt zich door eene verbazende gevoeligheid; men heeft daardoor elementen ontdekt (rubidium, caesium enz.), waar men ze te voren niet eens had vermoed.
Zelfs een half millioenste deel ijzer kan men door middel der spectraal-analyse ontdekken. Eene vlam, waarin zich natriumgas bevindt, is kenbaar door een spectrum met eene zeer lichte gele lijn. Laat men door die vlam het licht van een gloeijend vast of vloeibaar ligchaam gaan, dan ziet men het eenvormig spectrum van dit laatste met de natriumlijn in zwarte kleur. In het Zonnespectrum ontwaart men een groot aantal zwarte Iijnen (lijnen van Fraunhofer), welke met de lichte lijnen van vele bij ons aanwezige elementen naauwkeurig overeenkomen. Daaruit volgt, dat de zon een vast of vloeibaar gloeijend ligchaam is, dat zijn licht door een dampkring heenzendt, waarin zich de bedoelde elementen bevinden.
Op dergelijke wijze heeft de spectraal-analyse onze kennis van den aard der vaste sterren, cometen, nevelvlekken enz. aanmerkelijk uitgebreid. Ook de donkere absorptiestralen op een lichten grond, welke gekleurde ligchamen in het spectrum van er doorheen stroomend dag- of lamplicht doen ontstaan, zijn kenmerkend voor den scheikundigen toestand dier ligchamen. De spectroscoop kan ook dienen om de vervalsching van sommige stoffen aan den dag te brengen, alsmede om de geringste hoeveelheden bloed op te sporen. Dit werktuig (namelijk dat van Bunsen) bestaat hoofdzakelijk uit een prisma met een drietal daaromheen geplaatste buizen, één voor het oog van den waarnemer, één voor het licht van de te onderzoeken stof, en één voor eene schaal ter bepaling van de plaats der strepen. Door eene zamenvoeging van flint- en crownglas heeft men echter ook spectroscopen vervaardigd, welke uit ééne buis bestaan, zooals de zakspectroscoop van Browning.
