Widmo emisji gazów można wykorzystać do badania gwiazd, ponieważ widma absorpcyjne gwiazd są dokładnym przeciwieństwem widm emisyjnych gazów, które składają się z gwiazd. Gdy światło gwiazdy jest podzielona na kolory składowe, tworzy ciągłe widmo z wyjątkiem specyficznych brakujących kolorów. Te brakujące kolory to te same emitowane przez ogrzane gazy w warunkach laboratoryjnych.
Światło z gwiazd jest białe, a po podzieleniu zawiera szerokie spektrum kolorów. Poszczególne gazy emitują jednak tylko określone długości fal światła po podgrzaniu, zależnie od konfiguracji ich elektronów. Kiedy atomy pochłaniają ciepło, niektóre z ich elektronów przemieszczają się do większych, bardziej energetycznych orbitali. Kiedy elektrony wracają do swojego orbitalu spoczynkowego, uwalniają energię świetlną przy określonych częstotliwościach.
Gwiazdy emitują światło i mają o wiele większy zakres częstotliwości niż tylko widma emisji cieplnej ich gazów składowych. Każdy kolor, który emituje światło, jednak również pochłania. W ten sposób światło generowane przez inne procesy, które pasują do widm emisji gazów, jest faktycznie pochłaniane przez gazy wokół gwiazdy. Tworzy to ciemniejsze regiony w widmach samej gwiazdy i wskazuje gazy, które ją tworzą.
