Für den Begriff Spektralröhre kann synonym auch der Begriff Spektrallampe verwendet werden. Spektralröhren enthalten eine Kathode und eine Anode zwischen denen eine Spannung anliegt. Durch eine Gasfüllung der Spektralröhre kommt es zu Stößen zwischen den Gasatomen und den von der Kathode ausgesendeten Elektronen. Dadurch werden die Elektronen in den Gasatomen energetisch angeregt. Fallen die Elektronen in ihren Grundzustand zurück (niedrigerer Energiezustand), senden die Gasatome ein für sie charakteristische Licht aus (Emission). Beispiele für Spektrallampen sind die Natriumdampflampe, die Quecksilberdampflampe oder die Balmer-Lampe.