光谱分析按照光波与物质相互作用的机理不同可以分为：发射光谱，吸收光谱和散射光谱。
1. 发射光谱，简单的说就是：某种外力（例如光激励，电激励，热激励等等）使物质同时发射出不同波长的光（光谱），就是发射光谱，不同的物质会发射出不同的光谱。通过测量发射光谱的强度和波长对物质进行定量定性分析。比较常见的有：
AES（原子发射光谱，线状谱，主要对元素进行分析）
AFS（原子荧光光谱，测量砷、汞、铅和镉等元素的痕量）
MFS（分子荧光光谱，对细胞，农药残留，药物，毒品和细菌类进行分析）
XFS（X射线荧光光谱，主要用于金属元素的测定）
2. 吸收光谱，简单的说就是：用很多种波长的光（复合光）照射物质，物质会对复合光中的一部分光有吸收（对不同波长吸收强度不同），记录这些被吸收的光的信息（波长和强度）。不同物质的对复合光的吸收不同，这样就可以做不同物质的鉴别。比较常见的有：
AAS（原子吸收光谱，对大部分金属元素进行定量分析）
UV-VIS（紫外-可见吸收光谱，主要对有机物化合物进行进行检测）
IR（红外吸收光谱，主要对有机会化学键官能团类进行鉴别分析）
NMR（核磁共振，主要应用于医学，生物，材料和地质分析等领域）
3. 散射光谱，简单的说就是：入射光和物质相互作用，产生了和入射光的波长不同的光，该光我们可以称为散射光。由于每种物质的散射光的强度和波长（实际是频移）不同，记录该信息可以对物质进行鉴别。比较常见的分析方法是拉曼光谱分析，它主要用于研究分子结构。