สเปกตรัมที่เปล่งออกมาจากสารเนื่องจากการเปลี่ยนระดับพลังงานของอะตอมหรือโมเลกุล จากระดับพลังงานสูงกว่า (สถานะถูกกระตุ้น) ไปยังระดับพลังงานต่ำกว่า (สถานะพื้น) สเปกตรัมเปล่งออกเกิดขึ้นจากการกระตุ้นอะตอมด้วยแหล่งพลังงานอื่น เช่น ความร้อน การระดมยิงด้วยอิเล็กตรอนหรือรังสีเอกซ์ สเปกตรัมเปล่งออกของธาตุหรือโมเลกุลมีลักษณะเฉพาะ จึงใช้ระบุธาตุหรือโมเลกุลในสารที่ไม่ทราบองค์ประกอบ หรือวิเคราะห์เกี่ยวกับสมบัติเคมีของสาร