可见分光光度计采用一个可以产生多个波长的光源，通过系列分光装置，从而产生特定波长的光信号，使该光线入射样品。对于生物、化学分析，测试光源透过测试的样品后，部分光源被吸收，计算样品的吸光值，从而转化成样 品的浓度。样品的吸光值与样品的浓度成正比；对于光学薄膜分析，测试光源透过或被样品表面反射，根据对传感器接收到的信号进行分析，从而得到薄膜对某一段波长的透过率、反射率，通过其它算法，亦可得到镀膜的色彩、膜厚等数据。
检测器是利用光电效应，将透过样品的光信号转换为电信号，并将电信号放大的装置。目前各大厂家通常采用InGaAs光电探测器作为近红外传感器方案，使用PbS或PbSe作为中波红外探测器方案，采用硅光电二极管或PMT光电倍增管作为紫外和可见光区的传感器方案。对于紫外和可见光区域的两个探测器方案，PMT光电倍增管的灵敏度和信噪比更高，对于弱光检测更有优势，而硅光电二极管的线性度和基线稳定性更好，适用于普通光学镀膜检测。
即便采用相同材质的传感器，传感器体质（响应度、线性度、均匀性等）的差异，传感器放大、温控电路的设计，光路的调校（光束指向的稳定性，光束发散角等）都会影响系统实际测试的精度和重复性。
可见分光光度计是用不连续的波长采样反射物体或透射物体的一种测量仪器。由于不同物体分子的结构不同，对不同波长光线的吸收能力也不同，因此，每种物体都具有特定的吸收光谱。能从含有各种波长的混合光中，将每一种单色光分离出来，并测量其强度的仪器叫做分光光度计。
分光光度法是比色法的发展。比色法只限于在可见光区，分光光度法则可以扩展到紫外光区和红外光区。分光光度法则要求近于真正单色光，其光谱带宽不超过3－5nm，在紫外区可到1nm以下，来自棱镜或光栅，具有较高的精度。
分光光度计可分为紫外分光光度计、可见光分光光度计（或比色计）、红外分光光度计或原子吸收分光光度计。
