棱镜光谱仪是利用棱镜的色散作用，将非单色光按波长分开的装置。其结构的主要部分为棱镜前的
平行光管、棱镜和棱镜后的望远物镜L2。棱镜前的平行光管，是由一会聚透镜L1和放在它第一焦面的狭缝S所组成。当非单色光照射狭缝后，经平行光管产生非单色的平行光束。这些非单色平行光束通过棱镜后，不同波长的平行光束经过折射后，方向不同。再经过棱镜后的望远物镜L2，不同方向（即不同波长）的平行光束，会聚到望远物镜后焦面上的不同地方，形成一系列离散的不同波长的狭缝像，这便是光谱。若光谱仪中的望远物镜后，再装上一目镜，用以直接观察光谱，此种光谱仪就称为分光镜。若在望远物镜的后焦面上，放一狭缝，将某种波长的光分离开来，则称为单色仪。若在望远物镜的后焦面上，放一暗盒，把不同波长的狭缝像拍摄下来，则称为
棱镜摄谱仪。