جوزف وان فرانهوفر (Joseph von Frraunhofer 1826-1787) دانشمند و مخترع آلمانی، در ابتدای قرن 19 کشف کرد که طیف پیوسته به وسیله بیش از 700 خط تاریک (حالا خطوط فرانهوفر نامیده می شوند) مخدوش شده است. هیچ کس نمی دانست چه چیزی باعث ایجاد این خطوط شده تا جی.آر. کرچهوف این معما را حل کرد.
در سال 1859 گوستاو رابرت کرچهوف و رابرت ویلهلم بونسن طیف نما را ابداع کردند. آنها یک دستگاه مبتنی بر منشور ساختند که نور مریی را در حالتی که ماده با شعله بالا تبخیر می شد را از هم جدا می کرد. آنها متوجه شدند که هر گازی طیف منحصر بفرد خودش را دارد. همچنین کرچهوف پی برد که موقعی که نور ساطع شده، از میان گاز سردتر از همان نوع ماده عبور می کند، خطوط طیفی روشن به وسیله خطوط تاریک و در همان جایگاه جایگزین می شوند (1859). بنابراین وقتی یک ماده گرم می شود خطوط طیفی ای (در یک طول موج ویژه) منتشر می کند و هنگامی که سرد می شود نور را در همان طول موج جذب می کند.
کرچهوف توضیح داد که خطوط فرانهوفر خورشیدی -خطوط تاریک در طیف خورشیدی (نور خورشید)، همان خطوط انتشاری مشاهده شده در مواد مختلف شیمیایی گرم بودند. کرچهوف متوجه شد که خورشید گرم و گازی است.
اولین کسی که تکنیک طیف نمایی را به کار گرفت تا اجرام آسمانی را آزمایش کند ویلیام هویگنس (در 1863) بود. او فهمید که خورشید و ستارگان بیشتر از عنصر هیدروژن تشکیل شده اند. او و همسرش مارگارت همچنین طیف سحابی و ستارگان دنباله دار را بررسی کردند.