Ένα φάσμα απορρόφησης λαμβάνεται με την έκθεση ενός δείγματος μιας καθαρής ένωσης στο φως. Η ποσότητα ενέργειας που καταλαμβάνουν τα μόρια του δείγματος σχεδιάζεται καθώς ένα φασματοσκόπιο σαρώνει τα μήκη κύματος από το κόκκινο στο υπεριώδες. Οι χημικοί χρησιμοποιούν ένα φάσμα απορρόφησης για να αναγνωρίσουν άγνωστες οργανικές ενώσεις και ενώσεις μετάλλων μετάπτωσης. Τα φάσματα απορρόφησης χρησιμοποιούνται από τους βιολόγους για να συσχετίσουν τα μήκη κύματος του φωτός που απορροφάται κατά τη φωτοσύνθεση με διάφορες φυτικές χρωστικές.
Το ορατό φως, ή το φως που μπορεί να ανιχνευθεί από το ανθρώπινο μάτι, κυμαίνεται σε μήκος κύματος από περίπου 400 έως 700 nm (1.5 x 10-5 έως 2.8 x 10-5 ίντσες). Για να εμφανιστεί ένα αντικείμενο έγχρωμο, πρέπει να απορροφήσει ενέργεια μέσα σε αυτή τη ζώνη. Οι ατομικές δομές που το κάνουν ονομάζονται χρωμοφόρα και είναι δύο κύριων τύπων: ιόντα μετάλλων μεταπτώσεως και συζευγμένοι οργανικοί δεσμοί, όπως συμβαίνουν σε διπλούς και τριπλούς δεσμούς άνθρακα-άνθρακα.
Η ενέργεια που απορροφάται από τα μέταλλα μετάπτωσης σχετίζεται με το κβαντικό ενεργειακό άλμα καθώς ένα ηλεκτρόνιο εξωτερικού κελύφους ενισχύεται σε ένα πιο ενεργητικό τροχιακό. Αυτές οι διεγερμένες καταστάσεις δεν είναι σταθερές και η ενέργεια απελευθερώνεται γρήγορα ξανά. Τα μέταλλα μεταπτώσεως εμφανίζονται στη μέση του περιοδικού πίνακα.
Τα συζευγμένα οργανικά μόρια αποτελούνται συχνά από μια σειρά ζευγών διπλού δεσμού-απλού δεσμού σε μια μακριά αλυσίδα. Το λυκοπένιο, με 12 διπλά-μονά ζεύγη, είναι η κόκκινη χρωστική ουσία της ντομάτας και η βήτα-καροτίνη, με 11 ζεύγη, είναι η πορτοκαλί χρωστική ουσία των καρότων. Τα μόρια απορροφούν την ενέργεια των φωτονίων ενός μόνο μήκους κύματος σε όλο το μήκος του μορίου.
Ένα φάσμα απορρόφησης εμφανίζει ευρείες αποκρίσεις παρά τις μεμονωμένες αιχμηρές κορυφές που θα αναμένονταν από την απορρόφηση μεμονωμένων μηκών κύματος φωτός. Αυτό οφείλεται στη μη κβαντική απορρόφηση ενέργειας από άλλα μέρη του μορίου. Τα φάσματα είναι αρκετά χαρακτηριστικά ώστε να χρησιμοποιηθούν για την ποιοτική ταυτοποίηση των ενώσεων. Τα βιολογικά εργαστήρια διαθέτουν βιβλία αναφοράς φασμάτων απορρόφησης.
Τα όργανα ατομικής απορρόφησης φλόγας μετρούν τη συγκέντρωση μεταλλικών διαλυμάτων με εξάτμιση του μεταλλικού ιόντος. Απαλλάσσοντας το δείγμα από άλλα συστατικά, τα άτομα μετάλλου θα βρίσκονται στη βασική τους κατάσταση. Όταν το μεταλλικό αέριο εκτεθεί στο φως, θα καταγραφεί μια απότομη απόκριση καθώς ένα ηλεκτρόνιο εξωτερικού κελύφους απορροφά ενέργεια συγκεκριμένου μήκους κύματος. Με αυτήν την τεχνική είναι δυνατή η ποσοτική ανάλυση των μετάλλων.
Οι βιολόγοι χρησιμοποιούν μια μελέτη φάσματος απορρόφησης για να προσδιορίσουν τα μήκη κύματος που απορροφώνται στη φωτοσυνθετική διαδικασία. Συσχετίζοντας τη φωτοσυνθετική έξοδο με το μήκος κύματος και ένα γνωστό φάσμα απορρόφησης για κάθε φυτική χρωστική, μπορεί να εξεταστεί η δραστηριότητα κάθε χρωστικής. Παρόμοιες τεχνικές χρησιμοποιούνται για άλλες αντιδράσεις που προκαλούνται από το φως.