Os átomos ou as moléculas que estão excitadas a altos níveis de energia podem cair a níveis menores emitindo radiação, emissão ou luminescência. Para os átomos excitados por uma fonte de energia de alta temperatura esta emissão de luz é normalmente chamada de emissão atômica ou óptica (espectroscopia de emissão atômica), e para átomos excitados com luz é chamada fluorescência atômica (espectroscopia de fluorescência atômica).
A espectroscopia de emissão atômica (AES) utiliza a medição quantitativa da emissão óptica de átomos excitados para determinar a concentração da substância a ser analisada. Os átomos do analito na solução são aspirados na região de excitação onde são dissolvidos, vaporizados e atomizados por uma chama, descarga ou plasma. Estas fontes de atomização a altas temperaturas fornecem energia suficiente para promover os átomos a altos níveis de energia. Os átomos voltam a níveis mais baixos emitindo luz.
O emprego da espectroscopia de emissão por chama (FES), é de ampla aplicação em análise elementar. Pode ser usada para análise quantitativa e qualitativa e é um método de elemento simples. Seus usos mais importantes são a determinação de sódio, potássio, lítio e cálcio em fluídos biológicos e tecidos.