Рубидий, цезий, галлий, таллий и другие элементы были открыты с помощью спектрального анализа. Спектральный анализ очень чувствительный способ, он может обнаружить химический элемент в составе вещества, если его масса не более 10-10 грамма.
Особенно значимо применение спектрального анализа в астрофизике, так как другого способа узнать из чего состоит Солнце, звезды, планеты просто нет. Гелий (солнечный) обнаружили сначала в спектре Солнца, а уж потом в атмосфере Земли. Спектральный анализ применяют и для определения таких физических характеристик, как давление, магнитную индукцию, температуру, скорость движения.
Простота и универсальность этого метода сделала его основным способом контроля состава вещества в атомной индустрии, металлургии, машиностроении.
Спектральный анализ проводят и по спектрам излучения и по спектрам поглощения.