原子光谱是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱；又分发射光谱和吸收光谱。原子中的电子可处于许多不同的运动状态，每一状态都具有一定能量，在一定条件下，分布在各个能级上的原子数是一定的，大多数原子都处于能量最低的状态，即基态，许多原子可以由能量较低的状态跃迁到能量较高的状态，这称为激发态。当一束白光照射（激发光）在样本表面时，则物质中的原子将吸收其中某些频率的光而从低能级跃迁到高能级，样本表面从基态跃迁到激发态，不断地激发原子中的电子跃迁，从而发光形成原子光谱，经过反射到纳米级成像镜上，再经过衍射光栅提高其分辨率。
通过观察样本表面，原子的电子是圆形的波，互相传递能量，又互相干涉。原子的结构包括原子核以及绕核运动的电子层，在正常情况下，电子总是运行在能量最低的轨道上，即处于基态。当电子吸收一定大小的能量时，它会跃迁到能量更高的轨道上，此时处于激发态。当电子释放一定能量时，它又会回到基态。就像平静水面丢个石子，泛起涟漪，原子中的电子就水波纹一样向四周做互相干涉运动，高能量激发态可以跃迁到较低能态而发射光子，反之，较低能态可以吸收光子跃迁到较高激发态，发射或吸收光子的各频率构成发射谱或吸收谱，周而复始。
拿原子发光来说，其实衰变是一种微扰的影响。实质在于：原子中光子场与电子场的相互作用，不仅仅要包含原子核的激发出的光子场，更要命的是真空光子场，真空极化电子场，真空极化的电子场激发出来的光子场。后两者主要体现在兰姆位移上，和真空光子场的相互作用，则给了我们观测到原子发光的可能性。加微扰之后发生跃迁的概率与微扰之前能级的差之间存在着定量的关系，这个关系叫做费米黄金定则。任何一本合适的量子力学教科书上都有，我就不写了。然后，就是对电子的生存环境进行分析了，电子会受到来自不同因素的影响，有其他电子的影响，有其他电子磁矩的影响，有原子核磁矩的影响，有轨道自旋相互作用的影响（可以理解为自身电流对自身磁矩的影响），等等等等，相应的，就会有各种谱线分裂。至于真空光子场，你要是能把丫无比准确的预测，你估计就是上帝了。正是电子所处的真空光子场的环境的多样性，导致了谱线的展宽。
锐线光源是由元素激发的产生的特征谱线来做光源的，例如空心阴极灯。任何谱线都不是真正几何意义的线，很多因素会使其变宽，例如碰撞变宽、多普勒变宽，赫鲁兹马克变宽以及场致变宽、自吸效应等。在使用锐线光源时，发射线的轮廓可看作一个很窄的矩形，即峰值吸收系数在此轮廓内不随频率而改变，吸收只限于发射线轮廓内，即可测出一定的原子浓度。理论上可以，但要可测及稳定等因素。连续光源，如氘灯、能斯特等，可产生一定波长范围的连续光谱，需要的话再分光。而锐线光源是由元素激发的产生的特征谱线来做光源。
