光谱学（英语：Spectroscopy）是利用物质发射、吸收或散射的光、声或粒子的现象，来研究物质或能量的方法。又称谱学，且因研究对象不同，而有不同名称，例如：能谱学、波谱学、频谱学、质谱学（mass spectroscopy/spectrometry）、介电谱学（dielectric spectroscopy）。

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颜色	频率	波长
紫色	668–789THz	380–450nm
蓝色	631–668THz	450–475nm
青色	606–630THz	476–495nm
绿色	526–606THz	495–570nm
黄色	508–526THz	570–590nm
橙色	484–508THz	590–620nm
红色	400–484THz	620–750nm

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光谱学原始定义为研究光和物质之间相互作用的学科。历史上，光谱学是指：用“可见光”来对物质结构的理论研究、进而对物质定性定量分析的科学分支。但是，近来，光谱学的定义已经被扩展为：一种不只用可见光，也用许多“其他电磁或非电磁辐射”（如微波，无线电波，X射线，电子，声子（声波）等）的新技术。阻抗光谱学则研究交流电的频率响应。

光谱学被频繁的用在物理和分析化学中，通过发射或吸收光谱来鉴定物质。一种记录光谱的仪器叫分光计。光谱学可以通过其测量或计算的物理属性或测量过程来分类。

光谱学也同样大量运用在天文学和遥感。大多数大型天文望远镜配有光谱摄制仪，用来测量天体的化学组成和物理属性，或通过测量光谱线的多普勒偏移来测量天体的速度。

不同种类的光谱学观测不同的物理量，根据所量测的不同物理量而有不同的名字。

• 电磁波的吸收与放出（electromagnetic spectroscopy）
• 巨观摆动的振幅（acoustic spectroscopy）
• 粒子的动能（electron energy loss spectroscopy）
• 粒子的荷质比（mass spectrometry）
• 原子、分子的作用截面积（cross section）