电磁辐射是对它们进行测量的唯一手段。天体光谱同时包含吸收和发射光谱信息。吸收光谱学对于了解星际云并确定某些星际云包含分子云，是尤其重要的。吸收光谱学也被用于研究系外行星。用凌日法探测系外行星，也要测量它们的吸收光谱并能够确定行星的大气组成、温度、压力和大气标高，因此还能确定行星的质量。
原子和分子物理.理论模型，主要是量子力学模型，可以将原子和分子的吸收光谱关联到其它物理性质，诸如、原子量或分子量，以及分子结构。因此，对吸收光谱的测量被用于确定这些其它属性。例如，可以高精度地确定键