Спектроскопия применяется в астрономии для исследования космических объектов следующим образом:

• Определение химического состава. 14 Изучение линий поглощения и излучения позволяет узнать, из чего состоит объект, какие элементы присутствуют в его атмосфере или составляют его поверхность. 1
• Определение температуры. 14 Закон Вина-Дисплейса позволяет определять температуру небесных объектов, основываясь на их спектральной интенсивности. 1
• Определение скорости. 14 Красное смещение исследуемых линий спектра позволяет измерять скорость относительно Земли. 1
• Изучение магнитных полей. 1 Изучение магнитного поля звёзд и планет основано на анализе поляризации спектральных линий. 1
• Определение массы и размера. 1 Спектроскопия может использоваться для определения массы и размера двойных звёзд и экзопланет. 1

Кроме того, с помощью спектрального анализа определяют скорость, с которой объекты движутся по направлению к Земле или, наоборот, от неё. 4 Для этого определяют длину волны, излучаемой объектом: чем она короче, тем ближе к нам её источник. 4