Vid flamemissionsspektroskopi introduceras ett prov som innehåller element av intresse i en låga, vilket gör att atomerna förs ut till högre energinivåer. När dessa utträdda atomer återgår till sitt grundtillstånd, avger de ljus med karakteristisk våglängd. Det emitterade ljuset separeras med hjälp av en spektrometer, och närvaron och koncentrationen av element i provet kan bestämmas genom att identifiera och mäta intensiteten hos specifika emissionslinjer.