在各种不同的天体中巴耳末系都是可以观察到的谱线，它们常被利用都卜勒位移来测量视线速度。这在天文学所有的领域上都很有用，像是测量联星、系外行星、中子星和黑洞等致密天体（测量围绕着的吸积盘中氢的运动）、确认有着相似运动天体的起源和是否是同一群天体（移动星群、星团、星系团、和来自碰撞的碎片）、测量星系或类星体的距离（精确的红移）、或是经由光谱分析辨识出不熟悉的天体。依据被观测对象的本质，巴耳末线可以出现在吸收谱线或发射谱线中。在恆星，巴耳末系通常是吸收线，而且在表面温度10,000K（光谱类型A）的恆星最为强