與電磁光譜不同，氫原子的吸收和發射光譜並不是連續光譜，而是線性光譜。這是因為電子能級是不連續的，電子在不同能級間的躍遷，需吸收或發射特定頻率的光。
電子從低能級躍遷至高能級，需吸收能量，得到的是吸收光譜。由於特定能級之間的躍遷只能吸收特定頻率的光，因此，吸收光譜看上去好像電磁光譜上出現若干條黑色線。
電子從高能級躍遷至低能級，需釋放能量，得到的是發射光譜。由於特定能級之間的躍遷只能發射出特定頻率的光，因此，發射光譜看上去好像在黑色背景上出現若干條彩色線。
由於特定能級之間的能量差是固定的，因此，氫原子的吸收光譜和發射光譜是互補的。例如，氫原子從 \(n=2\) 躍遷至 \(n=4\) 所需吸收的能量與它從 \(n=4\) 躍遷至 \(n=2\) 所釋放的能量是相等的，因此，氫原子從 \(n=2\) 躍遷至 \(n=4\) 所吸收的光的頻率和從 \(n=4\) 躍遷至 \(n=2\) 所釋放的光的頻率亦相等，均為 \(6.17 \times 10^{14} \text{ Hz} \)。