Valgus tekib aatomites (täpsemalt tekitavad valgust aatomite väliskihi elektronid) – järelikult on võimalik keha poolt kiiratavat valgust uurides saada infot aatomite ja aine ehituse kohta.

Vaatlustega on kindlaks tehtud, et keha poolt kiiratav valgus koosneb erinevat värvi ja erineva kiirgusega komponentidest ehk moodustab teatava spektri.

Spekter iseloomustabki kiiratava (või ka neelatava) valguse intensiivsuse jaotumist lainepikkuste (või sageduste) järgi.

Kuna iga keemilise elemendi (ja ühendi) poolt kiiratav spekter on unikaalne, on nende abil võimalik kindlaks teha kehade keemilist koostist. Vastavat teadusharu nimetatakse spektraalanalüüsiks.

Tänu spektraalanalüüsile avastati Maal (aga eriti Universumis) üsna levinud keemiline element heelium. Heelium on teatavasti inertgaas, mis ei astu keemilistesse reaktsioonidesse peaaegu ühegi teise keemilise elemendiga. Seetõttu avastati heelium esmalt Päikese spektrit uurides ja alles seejärel Maal.

Tähtede spektreid uurides avastati, et enamik nendest kiirgab enam-vähem sarnase spektriga valgust. Tähed koosnevad peaasjalikult vesinikust ja heeliumist, kuid enamiku tähtede puhul oli hee­liu­mile iseloomulik joonte paar nihutatud spektri pikemalainelise ehk punasema osa suunas.

See on seletatav Doppleri efektiga – eemalduva laineallika poolt tekitatavate lainete lainepikkus muutub paigalseisva allika omast pikemaks. Tähtede puhul nimetatakse seda nähtust ka puna­nihkeks. See avastus pani aluse paisuva Universumi ning Suure Paugu teooriale.