La spectroscopie est l'étude de la décomposition de la lumière envoyée d'un astre et reçu sur Terre. Cette lumière peut se décompenser en radiation lumineuse allant du rouge à l'indigo. L'ensemble de ces radiations forment le spectre de l'objet qui peut être considéré comme une sorte de carte d'identité propre à chaque astre et qui donne ses caractéristiques : mouvement, composition, température externe, présence et composition d'une éventuelle atmosphère.

En effet, plus la température extérieure de l'astre est élevée, plus son spectre est composé de rayon tendant vers le violet : à quelques centaines de degrés, le métal émet dans l'infrarouge, à 3000 degrés, il rayonne surtout dans le rouge et à 6000 degrés dans le jaune.

Lorsqu'un astre possède une atmosphère, les gaz composant celle-ci absorbe des bandes spectrale ce qui se traduit par l'apparition, pour nous observateurs, de bandes noires dans le spectre (voir image). La bande spectrale absorbée dépend de la nature du gaz. L'analyse de la situation de ces bandes dans le spectre permet donc de déterminer la composition de l'atmosphère de cette planète.

Selon une technique similaire, le spectre envoyé à l'origine par l'astre à analyser n'est pas complet, il dépend de la matière composant l'astre qui, comme les gaz, absorbe une partie du spectre.

Lorsqu'une planète est en mouvement, les bandes spectrales de deux spectres pris à des instants décalés dans le temps changent d'emplacement. Cet écart permet donc de déterminer la vitesse de l'astre et l'orbite qu'il suit. 

Source : cours de physiques de 2nde