利用直流電弧光譜儀觀察時，每條譜帶實際上是由許多緊挨著的譜線組成，帶狀光譜是分子在其振動和轉動能級間躍遷時輻射出來的，通常位于紅外或遠紅外區，通過對分子光譜的研究可了解分子的結構。一般由入射狹縫和準直物鏡組成，入射狹縫位于準直物鏡的焦平面上。對于儀器后面的系統而言，入射狹縫成為替代的、實際的光源，限制著進入儀器的光束。由狹縫處發出的光束經準直物鏡后，變成平行光束投向色散系統。以機械掃描和成像組件共同組合完成三維信息的獲取，獲得一定視場的“色立方體”三維數據。掃描機構完成其中一維空間信息的獲取；成像器件完成另一維空間和光譜維信息的獲取；由圖像采集和預處理軟件實時合成，輸出到標準的處理軟件包，把成像光譜傳感器掃描獲得的圖像轉換成包括空間和光譜信息的定量數據。
將分析元素的特定波長引出，分別投射到光電倍增管等接收器上，將光能轉變成電信號，由積分電容儲存，當曝光終止時，由丈量系統逐個丈量積分電容器上的電壓，根據所測電壓值的大小來確定元素的含量。與光譜儀工作原理不同，通過試樣后得到帶有樣品信息的干涉圖，經信號放大記錄在磁帶上。當直流電弧光譜儀中的動鏡移動時，經過干涉儀的兩束相干光間的光程差就改變，探測器所測得的光強也隨之變化。對于較低分辨率和較寬光譜范圍的要求，300線/mm的光柵是通常的選擇。如果要求比較高的光譜分辨率，可以通過選擇3600線/mm的光柵，或者選擇更多像素分辨率的探測器來實現。
