Les spectres d'émission des gaz peuvent être utilisés pour étudier les étoiles car les spectres d'absorption des étoiles sont l'exact opposé des spectres d'émission des gaz qui composent les étoiles. Lorsque la lumière d'une étoile est divisé en ses couleurs composantes, il crée un spectre continu à l'exception des couleurs manquantes spécifiques. Ces couleurs manquantes sont les mêmes que celles émises par les gaz chauffés en laboratoire.
La lumière des étoiles apparaît blanche et, lorsqu'elle est divisée, contient un large spectre de couleurs. Les gaz individuels, cependant, n'émettent que certaines longueurs d'onde de lumière lorsqu'ils sont chauffés, selon la façon dont leurs électrons sont configurés. Lorsque les atomes absorbent de la chaleur, certains de leurs électrons se déplacent vers des orbitales plus grandes et plus énergétiques. Lorsque les électrons retournent dans leur orbite de repos, ils libèrent de l'énergie lumineuse à des fréquences particulières.
Les étoiles émettent de la lumière et une gamme de fréquences beaucoup plus large que le simple spectre d'émission de chaleur de leurs gaz composants. Cependant, toute couleur émise par une lumière est également absorbée. Ainsi, la lumière générée par d'autres processus qui correspond aux spectres d'émission des gaz est en fait absorbée par les gaz autour de l'étoile. Cela crée des régions plus sombres dans le spectre de l'étoile elle-même et indique les gaz qui la composent.
