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吸收光谱（英语：absorption spectrum）是材料在某一些频率上对电磁辐射的吸收事件所呈现的比率。实际上，吸收光谱是与发射光谱相对的。
每一种化学元素都会在几个对应于能阶轨道的特定波长上产生吸收线，因此吸收谱线可以用来鉴定气体或液体中所含的元素。这种方法也可以用在不可能直接去测量的恒星和其他的气体上出现的现象。
原子和分子在吸收特定的能量后会改变状态。原子的状态是由电子在原子轨道上的位置来决定。在某一个轨道上的电子在吸收一个能量相等于两条轨道的能量差异的光子之后，可以被激发到能量较高的轨道上。
分子的状态是由振动和转动的模式来决定，振动和转动的模式像原子的轨道也有一定的能量，也可以在吸收一个光子之后被激发。
在分子和原子的状态，激发态都不能维持：经历很短的一段随机的时间，被激发的原子和分子就会回到原来能量较低的状态。在原子，被激发的电子释放出一个光子，回到能量较低的轨道；在分子，震动或转动减缓，也会释放出一个光子。
当这些衰减发生时，释放出的光子无须以原来的方向前进，而是随意的向各处散发，最普通的状况是与原来的光子方向成45度角[来源请求]。这是用于气体放在观测者和光源之间的任何一种情况：观测者将在光谱中看见一个波长与被吸收的能量一致的空隙，尽管对应于这些空隙的光子被再发射出来，但是再发射的光子是向著四面八方散射的，并且不太可能循著原来的路径，因此观测者看不见这些光子。这个空隙在光谱上会呈现黑色。
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