人们对光谱的研究可追溯到较久远的历史。早在1666年，牛顿通过玻璃棱镜将太阳光分解成从红到紫的各种颜色的光谱，并由此发现白光是由各种颜色光组成的复合光，这是最早对光谱的研究。

1802年，W．H．wollaston观察到了光谱线，其后在1814年，J．Fraunhofer发现了太阳光谱中的暗线。1859年，G．Kirchhoff与R．Bunson将光谱应用于分析研究，他们证明光谱学可以用作定性化学分析的新方法，并利用这种方法发现了几种当时未知的元素，证明了太阳里也存在着多种已知的元素。

随后，光谱分析随着光谱学研究的逐步深入而不断发展，从研究最简单的氢原子光谱一直到今天的量子力学理论，无不对光谱分析理论的完善和实践的进步有十分重要的意义。正是在这过程中，各种新的光谱现象被发现，不同的光谱分析方法也相继建立，并出现相应的商品化光谱分析仪器。这些发现都为光谱分析发展甚至是产生一种新的光谱分析方法起了十分重要作用。如1928年，印度物理学家拉曼发现：当单色光通过静止透明介质时，产生一些散射光。在散射光中，含有一些与原光波波长不同的光，即拉曼效应，拉曼效应的发现造就了一种新的光谱分析方法的产生，并由此出现了拉曼光谱仪。

目前，光谱分析已成为现代分析化学手段最多、应用最广泛、功能最强大的分析方法之一。光谱分析从原理上得到长期研究，理论上已经趋于完善，近年来的仪器发展很难有重大的技术突破，主要发展在于进一步提高仪器测定的稳定性和分析性能，提高分析速度和灵敏度以及自动化程度，拓宽其应用范围，作为商品仪器还要适应现代检测的需要，不断向实用化、小型化、普及化等方面发展。