光電子能譜（Photoelectron Spectroscopy）是一種利用光電效應原理的技術，用於測量單色輻射從樣品表面打出的光電子的動能和光電子強度，以及這些電子的角分布。
光電子能譜被廣泛套用於研究原子、分子、凝聚相，尤其是固體表面的電子結構。這項技術能夠提供關於樣品表面元素的內層電子結合能、化學態、分子結構以及化學鍵等信息。光電子能譜主要包括X射線光電子能譜（XPS）和紫外線光電子能譜（UPS），它們使用軟X射線和真空紫外線作為激發光源。光電子能譜是一種表面靈敏的技術，儘管入射光子可以穿透固體深部，但只有表面下20至30埃的一薄層中的光電子能夠逃逸出來，因此主要反映的是固體表面的信息。此外，角分辨光電子能譜（ARPES）是一種更先進的技術，它不僅可以測量電子的動能和角分布，還可以推斷出材料內部的電子結構，特別是在動量空間中的能帶結構。