Dabei müssen Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen räumlich voneinander getrennt werden.
Zum Unterschied zum Prismenspektrometer machen Gitterspektrometer sogar die Absolutmessung von Wellenlängen möglich.
In den meisten Spektrometern wird das von einem Eintrittsspalt eintretende divergente Lichtbündel durch einen konkaven Hohlspiegel1 parallel gemacht und auf ein Reflexionsgitter gerichtet. Vom Gitter werden dann die unterschiedlichen spektralen Komponenten des Lichts in unterschiedliche Winkel gebeugt und dann von einem zweiten konkaven Hohlspiegel2 auf einen Detektor abgebildet.
Diese Beugungswinkeln lassen sich direkt mit den Wellenlängen in Verbindung bringen, wenn die Gitterkonstante bekannt ist.