介紹
根據氣體、光源和觀測者三者的幾何關係,看見的光譜將會是吸收譜線或發射譜線。如果氣體位於光源和觀測者之間,在這個頻率上光的強度將會減弱,而再發射出來的光子絕大多數會與原來光子的方向不同,因此觀測者看見的將是吸收譜線。如果觀測者看著氣體,但是不在光源的方向上,這時觀測者將只會在狹窄的頻率上看見再發射出來的光子,因此看見的是發射譜線。
吸收譜線和發射譜線與原子有特定的關係,因此可以很容易的分辨出光線穿越過介質(通常都是氣體)的化學成分。有一些元素,像氦、鉈、鈰等等,都是透過譜線發現的。光譜線也取決於氣體的物理狀態,因此它們被廣泛的用在恆星和其他天體的化學成分和物理狀態的辨識,而且不可能使用其他的方法完成這種工作。
同核異能位移是由於吸收光子的原子核與發射的原子核有不同的電子密度。
除了原子-光子的互動作用外,其他的機制也可以產生譜線。根據確實的物理互動作用(分子、單獨的粒子等等)所產生的光子在頻率上有廣泛的分布,並且可以跨越從無線電波到伽馬射線,所有能觀測的電磁波頻譜。
致寬和移動

熱的都卜勒致寬:在氣體內散發輻射的原子有速度的分布,每個原子相對於觀測者都有相對的運動速度,由於都卜勒效應,輻射的光子都會紅移或藍移,氣體的溫度越高速度的分布範圍也越廣。因為譜線是所有發射的輻射的組合,因此溫度越高的氣體,散發出來的譜線也越寬廣。這種致寬的效應可由都卜勒外觀來描述,也不會造成譜線的位移。
壓力致寬:出現在附近的微粒將影響單獨一個微粒發射的輻射,這種情況的發生有兩個限制:
碰撞壓力致寬:其他微粒與發射輻射中的微粒碰撞會中斷髮射的過程,碰撞的過程遠比發射過程的期間為短。這個作用與氣體的溫度和密度有關,致寬的效應可以用洛倫茲函式來敘述,並且可能造成譜線的位移。
準靜態壓力致寬:其他微粒的出現會移轉發射輻射為力的能階,進而改變發射輻射的頻率,影響的時間遠比發射輻射的時間要長。這個作用與氣體的密度有關,但對溫度的反應卻很遲鈍。線性的外形取決於擾動力的形式和擾動微粒的距離,也許會對譜線中心造成移動。雷維偏阿爾法-穩定分布被發現能有效的描述一條準靜態線的外觀。(Peach,1981§4.5)。
壓力致寬也許可以歸類於來自於自然的擾動力。
線性斯塔克致寬發生於發射源在電場中的互動作用引起的線性斯塔克效應,造成的能量遷移與電場強度成正比。(ΔE?1/r2)
共振致寬發生於擾動微粒與發射輻射的微粒相同時,使得能量轉換過程的引進成為可能的。這種致寬的效應與碰撞和準靜態一樣,可以用羅倫茲函式來敘述。(ΔE?1/r3)
二次斯塔克致寬發生於發射源在電場中的互動作用引起的二次斯塔克效應,造成的能量遷移與電場強度的二次方成正比。(ΔE?1/r4)
范德瓦爾斯致寬發生於發射的微粒售到凡得瓦力的攝動。在準靜態下,使用范德瓦爾斯輪廓經常可以有效的描述其外觀。能量的偏移是由翼的距離函式,例如連納-瓊司位勢。(ΔE?1/r6)
有些致寬的條件不在本身,而是在太空中廣大的區域內,並不是單純的發射輻射微粒所在地的條件。
不透明致寬:電磁波輻射在太空中傳遞的路徑上,可能有一些特殊點會被吸收,這些吸收與頻率有關。譜線的致寬是因為光子在中心線的兩翼彼在中心容易被再吸收。實際上,在中心線的吸收遠大於兩翼因此造成自反變使中心的強度變得比兩翼微弱。
鏇轉致寬:從一個遙遠的轉動天體,例如恆星,發射的輻射會因為在恆星兩測的速度方向相反而引發都卜勒效應。轉動的越快,譜線致寬越大。
結合效應
這些機制中的任何一種都可能單獨或相互結合呈現。假設每個作用相對於其他都是獨立的,組合的譜線外觀將是每個機制的線性結合,例如,熱都卜勒效應致寬和碰撞壓力致寬將產生佛克特線廓。