Spektriviiva on tumma tai kirkas viiva muutoin yhtenäisessä ja jatkuvassa spektrissä, joka johtuu fotonien yli- tai alijäämästä kapealla taajuusalueella verrattuna läheisiin taajuuksiin.
Spektriviivat ovat seurausta kvanttisysteemin (yleensä atomien, mutta joskus myös molekyylien tai atomiytimien) ja yksittäisten fotonien vuorovaikutuksesta. Kun fotonilla on täsmälleen oikea energia, joka mahdollistaa systeemin energiatilan muutoksen (atomin tapauksessa tämä on yleensä elektroni, joka vaihtaa orbitaalia), fotoni absorboituu. Sen jälkeen se emittoituu spontaanisti uudelleen, joko samalla taajuudella kuin alkuperäinen tai kaskadina, jossa emittoitujen fotonien energioiden summa on sama kuin absorboidun fotonin energia. Uusien fotonien suunta ei liity alkuperäisen fotonin kulkusuuntaan.
Se riippuu kaasun geometriasta, fotonilähteestä ja havaitsijasta, syntyy joko emissioviiva tai absorptioviiva. Jos kaasu on fotonilähteen ja havainnoitsijan välissä, havaitaan valon voimakkuuden väheneminen osuvan fotonin taajuudella, koska uudelleen emittoituvat fotonit kulkevat enimmäkseen eri suuntiin kuin alkuperäinen fotoni. Tämä on absorptioviiva. Jos havaitsija näkee kaasun, mutta ei alkuperäistä fotonilähdettä, havaitsija näkee vain kapealla taajuusalueella uudelleen emittoituneet fotonit. Tämä on emissioviiva.
Absorptio- ja emissioviivat ovat hyvin atomikohtaisia, ja niiden avulla voidaan helposti tunnistaa minkä tahansa väliaineen kemiallinen koostumus, joka pystyy päästämään valoa lävitseen (tyypillisesti käytetään kaasua). Useita alkuaineita löydettiin spektroskooppisin keinoin — helium, tallium, cerium jne. Spektriviivat riippuvat myös kaasun fysikaalisista olosuhteista, joten niitä käytetään laajalti sellaisten tähtien ja muiden taivaankappaleiden kemiallisen koostumuksen määrittämiseen, joita ei voida analysoida muilla keinoin, sekä niiden fysikaalisten olosuhteiden, kuten lämpötilan, määrittämiseen.
Isomeerisiirtymä on absorptioviivan siirtymä, joka johtuu siitä, että absorboivilla ytimillä on erilainen s-elektronitiheys kuin emittoivilla ytimillä.
Mekanismit, jotka eivät ole atomin ja fotonin välistä vuorovaikutusta, voivat tuottaa spektriviivoja. Riippuen tarkasta fysikaalisesta vuorovaikutuksesta (molekyylien, yksittäisten hiukkasten jne. kanssa) osallistuvien fotonien taajuus vaihtelee suuresti, ja viivoja voidaan havaita koko sähkömagneettisella spektrillä radioaalloista gammasäteilyyn.
Tähtitieteilijät voivat käyttää planeetan ilmakehän läpi suodatettua tähden valoa päättelemään planeetan kemiallista koostumusta, jotta he voivat määrittää, ovatko elämän olosuhteet siellä mahdollisia.