線形光譜是由狹窄譜線組成的光譜。單原子氣體或金屬蒸氣所發的光波均有線狀光譜,故線狀光譜又稱原子光譜。當原子能量從較高能級向較低能級躍遷時,就輻射出波長單一的光波。嚴格說來這種波長單一的單色光是不存在的,由於能級本身有一定寬度和都卜勒效應等原因,原子所輻射的光譜線總會有一定寬度(見譜線增寬);即在較窄的波長範圍內仍包含各種不同的波長成分。
原子光譜按波長的分布規律反映了原子的內部結構,每種原子都有自己特殊的光譜系列。通過對原子光譜的研究可了解原子內部的結構,或對樣品所含成分進行定性和定量分析。光譜是複色光經過色散系統(如稜鏡、光柵)分光後,被色散開的單色光按波長(或頻率)大小而依次排列的圖案。光波是由原子內部運動的電子產生的。