将天体总辐射“分解”是破译天体信息的重要一步。辐射分析器的作用就是分解和分析天体的辐射性质。自牛顿发现太阳光谱后，人们研制出多种光谱仪器来观测天体光谱（见图4-17）。最简单的是在目镜中加个特制小棱镜作目视分光镜来观测恒星光谱。一个小顶角的大三棱镜加在物镜前构成物端棱镜系统或棱镜照相机，可在其焦面上用照相底片同时摄下很多恒星的光谱，恒星光谱分类表正是由这样的资料编出的。为得到更好的天体光谱，科学家研制出了专门的天体摄谱仪。
原则上，天体摄谱仪与普通的实验室光谱仪是相同的。光谱仪可分为三部分：准直系统、色散系统和摄谱系统。准直系统由入射狭缝和聚光镜组成，其作用是使从光源来的光变为平行光束再入射到色散系统。色散系统常用三棱镜或光栅，它使各波长混合的辐射按不同波长分解（色散）开来。摄谱系统的照相镜把色散后的光聚焦形成光谱，最后摄录下来。
小型的天体摄谱仪直接装在转动的望远镜上，让望远镜物镜所成天体像落在入射狭缝处。大型天体摄谱仪不直接装在望远镜上，而是固定的，由“折轴”光路把天体像呈现在其入射狭缝处。
天体摄谱仪常用反射光栅，它有很多相互平行、等宽、等距的细刻线槽，由于反射光的干涉和衍射而分解成光谱。光栅一般每毫米有600条刻线槽，色散度比三棱镜大很多。
拍摄暗天体的光谱（尤其是大色散光谱）是极其困难的，有些天文研究可以用一些较窄波段的天体辐射资料来替代，于是根据需要和可能而使用各种滤光器做辐射分析器。因为人眼只对可见光敏感，所以人眼实际上就是可见光波段的滤光器。各种颜色的技术玻璃磨制的滤光片用于天体的多色光度测量。镀多层干涉膜的滤光片可达到透射带（波段）10 nm以下，用于拍摄天体的很纯单色像。太阳色球望远镜中的干涉偏振滤光器的透射带小于0.1 nm，用于拍摄色球的氢等元素发射线的单色图像。此外，天文研究中还用另一些辐射分析器，例如偏振片等。
图4-17 光谱仪器
（a）目视分光镜；（b）棱镜照相机；（c）天体摄谱仪
天体摄谱仪的主要性能指标如下：
（1）色散度
色散度表示分解各波长的能力。棱镜或光栅的分解能力是“角色散度”，即单位波长间隔的光被分解的角度dθ／dλ（rad／Å）；而实际使用“线色散度”，即单位波长间隔的光被分解的长度dl／dλ（mm／Å）或dλ／dl（Å／mm）。(www.xing528.com)
对于顶角A，玻璃常数c、λ0，折射率n的三棱镜，其角色散度为
对于反射光栅，其角色散度为
式中，m=0，1，2，…是光谱级；b是光栅常数。
（2）分辨本领（R）定义为R=
，即可分辨的最小波长差Δλ的能力。棱镜摄谱仪的分辨本领主要受准直镜口径D限制，其分辨本领为
光栅摄谱仪的分辨本领主要受光栅的总刻槽数N和光谱级m限制：
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