原子光譜是由原子中的電子在能量變化時所發射或吸收的一系列波長的光所組成的光譜。
原子光譜的原理是基於原子中電子具有特定的和離散的能量，每個原子中的能量態比電子多得多。當電子從一個能級躍遷到另一個能級時，它會發射或吸收光，形成離散的特定波長。在給定的一組條件下，原子的所有這些特定波長的集合就是原子的原子光譜。
原子光譜可以是吸收光譜，也可以是發射光譜。吸收光譜是由原子吸收光源中部分波長的光形成，為暗淡條紋；發射光譜則是由原子發射光子形成，為明亮彩色條紋。兩種光譜都不是連續的，且吸收光譜條紋可與發射光譜一一對應。每一種原子的光譜都不同，遂稱為特徵光譜。