Quang phổ học được sử dụng như một công cụ để nghiên cứu cấu trúc của nguyên tử và phân tử. Số lượng lớn các bước sóng phát ra từ các hệ thống này cho phép nghiên cứu chi tiết cấu trúc của chúng, bao gồm cả cấu hình electron ở trạng thái cơ bản và các trạng thái kích thích khác nhau.