透過分析光譜的特性來分析物質結構特徵或含量的方法。包括對物質發射光譜、吸收光譜、熒光光譜分析等，也包括不同波長段如可見、紅外、紫外、X射線光譜分析等

（1）分析速度較快　原子發射光譜用於鍊鋼爐前的分析，可在l～2分鐘內，同時給出二十多種元素的分析結果。

（2）操作簡便　有些樣品不經任何化學處理，即可直接進行光譜分析，採用計算機技術，有時只需按一下鍵盤即可自動進行分析、資料處理和打印出分析結果。在毒劑報警、大氣汙染檢測等方面，採用分子光譜法遙測，不需採集樣品，在數秒鐘內，便可發出警報或檢測出汙染程度。

（3）不需純樣品　只需利用已知譜圖，即可進行光譜定性分析。這是光譜分析一個十分突出的優點。

（4）可同時測定多種元素或化合物　省去複雜的分離操作。

（5）選擇性好　可測定化學性質相近的元素和化合物。如測定鈮、鉭、鋯、鉿和混合稀土氧化物，它們的譜線可分開而不受干擾，成為分析這些化合物的得力工具。

（6）靈敏度高　可利用光譜法進行痕量分析。目前，相對靈敏度可達到千萬分之一至十億分之一，絕對靈敏度可達10-8g~10-9g。

（7）樣品損壞少　可用於古物以及刑事偵察等領域。

隨著新技術的採用（如應用等離子體光源），定量分析的線性範圍變寬，使高低含量不同的元素可同時測定。還可以進行微區分析。

侷限性：光譜定量分析建立在相對比較的基礎上，必須有一套標準樣品作為基準，而且要求標準樣品的組成和結構狀態應與被分析的樣品基本一致，這常常比較困難。