emission line W klasycznym experymencie Newtona, kiedy światło jest przepuszczane przez szczelinę a potem przez pryzmat, z powodu zależności współczynnik załamania od długości fali (zjawisko nazywane dyspersją w szkle, każda z długości fali jest załamywana w trochę innym kierunku i pierwotne światło rozbija się w wstęgę tęczy. W wyniku tego powstaje odzielny obraz szczeliny dla każdej długości fali. Kiedy jest badane światło pochodzące od płomienia, zamiast pełnej gamy kolorów otrzymujemy wąskie linie, gdzie każdy z kolorów jest wyodrębniony - są to właśnie linie emisyjne. Każdy pierwiastek ma swój specyficzny zestaw linii i stąd narodziła się dziedzina zwana spektroskopią. Wiele pierwiastków zostało pierw odktytych dzięki swoim charakterystycznym liniom emisyjnym: hel, tal, cer itd.

Powodem dla którego pierwiastki mają tak ściśle określony zestaw linii, został po raz pierwszy wytłumaczony przez model atomu Bohra. Kiedy elektrony zmieniają swoją orbitę na mniej energetyczną, różnica energii jest wysyłana jako foton o dokładnie określonej częstotliwości. Dla prostych źródeł światła, stany energetyczne są ściśle określone jak i częstotliwości światła, które jest obserwowane.

Zobacz też: linie spektralne | Spektroskopia