光谱仪一般由分光系统、接收系统和数据处理系统组成，其工作原理是将光源发出的复色光按照不同的波长分离出来，配合各种光电探测器件对谱线强度进行测量，获得光谱功率（辐射）分布，再计算出色品坐标、色温、显色指数、光通量、辐射通量等光色性能参数。
分光系统通常做成整体式结构，称为单色仪或多色仪。单色仪是输出单色谱线的光学仪器，通常与pmt探测器为核心的接收系统配套工作，再由数据处理系统对测量信号进行计算处理，各部分相对独立。多色仪在结构上与探测器以及数据处理系统紧密结合，通常可以直接输出光谱测量数据。
光谱仪的种类繁多，常见的分类如下：
按工作光谱的区域分类：紫外-可见光（uv-vis）光谱仪、可见光（vis）光谱仪、紫外-可见光-近红外（vir）光谱仪等类型
按分光系统分类：棱镜分光光谱仪、光栅分光光谱仪、滤色片分光光谱仪
按光路数量分类：单路光谱仪、多路光谱仪
按探测器分类：在可见光范围内主要有pmt光谱仪和ccd光谱仪两种，在紫外、近红外范围内还有专门的探测器类型
按扫描方式分类：机械扫描式光谱仪、快速扫描式光谱仪
按测量对象和测量结果的用途分类：分析用光谱仪、光色测量用光谱仪
在照明行业，通常使用的都是可见光光色测量光谱仪，又细分为机械扫描式和阵列扫描式两种