Lässt man Licht (insbesondere Sonnenlicht) durch einen engen Spalt auf ein Prisma oder auf ein Beugungsgitter fallen, so wird der Lichtstrahl in seine einzelnen Farbbereiche – das so genannte Spektrum – zerlegt.
Als Sternspektrum wird das Spektrum eines punktförmig erscheinenden Gestirns bezeichnet. Seine Erzeugung erfordert nicht unbedingt eine Spaltblende, weil das ins astronomische Fernrohr fallende Lichtbündel praktisch parallel ist, doch ist ein seitliches Auffächern des Lichtbündels günstig (siehe auch Kollimator). Durch Anbringen eines flachen Prismas vor dem Objektiv erhält man kurze Sternspektren eines ganzen Sternfeldes, die eine grobe Feststellung der „Spektralklassen“ (Farbtemperatur) der fotografierten Sterne gestattet.
Ein gut aufgelöstes Sternspektrum kann nicht nur als farbiges Band, sondern auch als mathematische Funktion angesehen werden, welche die Intensität des beobachteten Lichts in Abhängigkeit von der Wellenlänge beschreibt. Aus einem solchen genauen Spektrum lassen sich eine Reihe von Informationen über den Stern extrahieren:
Als Messinstrumente zur Beobachtung von Sternspektren dienen das Spektroskop (visuell) und der Spektrograf (fotografisch). Neuere Instrumente können die Spektren (d. h. die frequenzabhängige Lichtintensität) auch digital aufzeichnen.