化学上靠着五光十色，竟能发现新的元素，或探索已知元素的踪迹，似乎令人费解。
原来元素天生就各有一张身份证，上面印有五光十色的线条，谁也不能伪造。凭着这一身份证，无论元素藏在哪里，或含量极其稀少，科学家们都能把它识别出来。
光，一般人常称为光线，一般的人和动物都能感受到它的存在，绿色植物也能对它做出相应的反应。在阳光普照下，人们习以为常，不以为奇，但光在物理学家们眼里，却是神秘而莫测的。特别是在1666年，物理学家牛顿，发现一束白光在三棱镜片下，竟然成为一条彩色带，其中红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七条色带，就像雨后转晴的天空出现的彩虹那样。从此物理学中，就兴起了光谱学这一个分支。
不同的光源发出不同颜色的光，本是很平常的事，自从有了光谱学，物理学家和化学家们，开始研究不同色光的光谱有什么不同，并由此发现，不同元素有不同的光谱，从而明确提出观测光谱，可以简便地检出某种元素，甚至可以将其他星球上的元素检验出来。
人类古代所使用和发现的元素，如碳、硫、金、银、铜、汞、铅、铁、锡、锑等，有的是自然界天然就有的，有的简单加热或用炭还原就能从矿石中得到的，人类仅知道有这些元素存在（当然当时不会称它们为元素）的状况，一直维持到公元纪年开始，接着由于流行炼金和炼丹以及制药等实验活动，在1000多年的时间里，又相继发现了一些元素，如锌、砷、磷等。18世纪初，欧洲兴起的“燃素说”，促进了实验化学的发展，人们又相继发现了不少的元素：氢、氧、氮、氯、氟、锰等。但在这一世纪100年的时间里，发现的元素也只有18种。
到了18世纪后期，拉瓦锡把当时已知的33种元素做了分类，分为气体元素，非金属、金属等，但他在这一分类的体系中，把光也当成一种气体元素，热也被他当成一种气体元素。而对发现了十多年之久的氯，因有些争议，就被排除在气体元素之外，错误的称它为“盐酸基”。毕竟这是元素分类工作的起点，当时对元素的理解，由于理论和技术水平所限，或是弄不清它们的本质，或是不能使它们再分解，而他的基本观点是正确的，这在当时，已是十分难能可贵的了。
18世纪末期，意大利物理学家伏特在1792年～1796年间，发明了铜片、锌片在稀硫酸中组成的简单电源，这种简单的化学电源，被化学家们纷纷采用，做了许多电解的实验。弄清楚了许多物质的组成，并发现和制出了多种金属元素的单质。其中首推英国化学家戴维所取得的成果最大。
戴维生于1778年，17岁时到一家药房当学徒，这期间他自学化学，特别爱做化学实验，酒杯、烟斗等物，都被他用来当作化学仪器。23岁的戴维，就被推荐到英国化学皇家学院，担任化学助教和实验指导，他在英国皇家学院任职期间，突出成就之一，是他用电解的方法发现和分离出钾、钠、钙、镁、钡和锶等6种金属元素，在不到两年的短暂时间里，由一个人发现五、六种元素，这在化学元素发展史上，是绝无仅有的事，戴维的成就在于他使用的方法得当，同时也是他对这元素的存在，都已有了先见之明。
真正能够使人对某元素是否存在能够有所发现的，还多方了各种元素的特殊光谱。
1860年德国科学家本生和基尔霍夫两人合作，研制发明了分光镜，它是由被测光源、已知光源和目测镜三部分构成的，从可旋转位移的目测镜中观察，将被测光谱对照，就能准确无误的检查发出被测光源的物质中含有什么元素，从而也可以发现人们未知的新元素。1860年和1861年，他们两人就是从光谱分析中，相继发现了铯（Cs）和铷（Rb）两种新元素。铯和铷是比钾还活泼的金属元素，可用电解的方法制出单质，但必须有大量含铯或铷的某种纯净的化合物，进行操作才是可行的，本生和基尔霍夫虽然没有制出铯和铷单质，但他们的发现是被公认的，并被载入了化学元素发现史册。
有趣的是稀有气体氦，最初用分光镜观察日食时，发现月球上有它，27年后的1895年，同是用了分光镜，发现了地球上也有它。地球大气中氦的含量占大气总体积的百万分之五点二（52ppm）。要从大气中直接发现氦的存在，几乎是不可能的。而从空气中提取并制得纯氦，则更是近几十年，有了精密分馏空气设备以后的事情了。
元素的光谱，又叫发射光谱，实在太有用了，如果仅把它当着元素的身份证，那就太低估了它的科学价值。
人们研究了氢光谱，计算了光谱中各线条所在位置的相应波长，创立了行星系水平的原子结构学说，从理论上推导出氢原子核外电子离核所在的位置和运动规律。这是本世纪初，物理学的巨大成就之一。后来，原子结构理论，仍是根据光谱的这一事实，才有了新发展，而且跟化学结合得更紧密。
其中的基础知识、主要结论及联系化学实际的一些情况，在中学化学里都有介绍。