光譜起源于17世紀，1666年物理學家Newton次進行了光的色散實驗。他在暗室中引入一束太陽光，讓它通過棱鏡，在棱鏡后面的白屏上，看到了紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫7種顏色的光分散在不同位置上，這種現象被稱作光譜。到1802年英國化學家Wollaston發現太陽光譜不是一道無缺的彩虹，而是被一些黑線所割裂。1814年德國光學儀器專家Fraunhofer研究太陽光譜中的黑斑的相對位置時，采用狹縫裝置改進光譜的成像質量把那些主要黑線繪出光譜圖。1825年Talbot研究鈉鹽、鉀鹽在酒精燈上的光譜時指出，鉀鹽的紅色光譜和鈉鹽的黃色光譜都是這個元素的特性。到1859年Kirchoff和Bunsen為了研究金屬的光譜，他們設計和制造了一種完善的分光裝置，這個裝置就是世界上臺實用的光譜儀器，可研究火焰、電火花中各種金屬的譜線，從而建立了光譜分析的初步基礎。

從測定光譜線的強度轉到測量譜線的相對強度，為光譜分析方法從定性分析發展到定量分析奠定了基礎，從而使光譜分析方法逐漸走出實驗室，在工業部門中得以應用。1928年以后，由于光譜分析成了工業的分析方法，光譜儀器得到了迅速發展，在改善激發光源的穩定性和提高光譜儀器本身性能方面得到了進步。

早的激發光源是火焰，后來又發展為應用簡單的電弧和電火花為激發光源，在20世紀的三四十年代，采用改進的可控電弧和電火花為激發光源，提高了光譜分析的穩定性。工業生產的發展、光譜學的進步，促使光學儀器進一步得到改善，而后者又反作用于前者，促進了光譜學的發展和工業生產的發展。

20世紀60年代，隨著計算機和電子技術的發展，光電直讀光譜儀開始迅速發展。20世紀的70年代光譜儀器幾乎100%地采用計算機控制，這不僅提高了分析精度和速度，而且實現了對分析結果的數據處理和分析過程自動化控制。

光電直讀光譜分析是用電弧（或火花）的高溫使樣品中各元素從固態直接氣化并被激發而發射出各元素的特征波長，用光柵分光后，成為按波長排列的光譜，這些元素的特征光譜線通過出射狹縫，射入各自的光電倍增管，光信號變成電信號，經儀器的控制測量系統將電信號積分并進行模/數轉換，然后由計算機處理，并打印出各元素的百分含量。
從技術角度而言，可以說如今還沒有比直讀光譜能更有效地用于爐前快速分析的儀器。所以世界上冶煉、鑄造以及其他金屬加工企業均采用這類儀器，而使之成為了一種常規分析手段。