（1）分光：把被研究光按一定波長或波數的發布規律在一定空間內分開。
（2）感光：將光信號轉換成易于測量的電信號，相應測量出各波長光的強度，得到光能量按波長的發布規律。
（3）繪譜線圖：把分開的光波及其強度按波長或波數的發布規律記錄保存或顯示對應光譜圖。
要具備上述功能，一般光譜儀器都可分成四部分組成:光源和照明系統，分光系統，探測接收系統和傳輸存儲顯示系統【1】。
根據光譜儀器的工作原理可以分成兩大類：一類是基于空間色散和干涉分光的經典光譜儀；另一類是基于調制原理分光的新型光譜儀。本設計是一套利用光柵分光的經典光譜儀.
光源和照明系統可以是研究的對象，也可以作為研究的工具照射被研究的物質。一般來說，在研究物質的發射光譜如氣體火焰、交直流電弧以及電火花等激發試樣時，光源就是研究的對象；而在研究吸收光譜、拉曼光譜或熒光光譜時，光源則作為照明工具（如汞燈、紅外干燥燈、烏燈、氙燈、LED、激光器等等）。為了盡可能多地會聚光源照射的光強度，并傳遞給后面的分光系統，就需要專門設計照明系統。
分光系統是任何光譜儀的核心部分，它一般是由準直系統、色散系統、成像系統三部分組成，主要作用是將照射來的光在一定空間內按照一定波長規律分開。如圖2-1所示，準直系統一般由入射狹縫和準直物鏡組成，入射狹縫位于準直物鏡的焦平面上。光源和照明系統發出的光通過狹縫照射到準直物鏡，變成平行光束投射到色散系統上。色散系統的作用是將入射的單束復合光分解為多束單色光。多束單色光經過成像物鏡按照波長的順序成像在透鏡焦平面上；這樣，單束的復合光經過分光系統后成功變成了多束單色光的像。目前主要的色散系統主要有物質色散（如棱鏡）、多縫衍射（如光柵）和多光束干涉（如干涉儀）【3】。
探測接收系統的作用是將成像系統焦平面上接收的光譜能量轉換成易于測量的電信號，并測量出對應光譜組成部分的波長和強度，從而獲得被研究物質的特性參數如物質的組成成分及其含量以及物質的溫度、星體的運動速度等等。目前光譜儀器的接收系統可以分為目視系統、攝譜系統和光電系統。經典光譜儀器根據設計需要可以選擇其中一種，但干涉調制光譜儀器只能采用光電接收系統。 傳輸存儲顯示系統是將探測接收系統測量出來的電信號經過初步處理后存儲或通過高速傳輸接口上傳給上位機，在上位機上對光譜數據進行進一步數據處理及顯示等