光譜儀（spectrometer）的原理是將成分複雜的光分解為光譜線的科學儀器。它採用一個可以產生多個波長的光源，通過系列分光裝置，從而產生特定波長的光源。光線透過測試的樣品後，部分光線被吸收，計算樣品的吸光值，從而轉化成樣品的濃度。當一束平行單色光垂直通過某一均勻非散射的吸光物質時，其吸光度與吸光物質的濃度c及吸收層厚度L成正比。物質對光的選擇性吸收波長，以及相應的吸收係數是該物質的物理常數。當已知某純物質在一定條件下的吸收係數後可用同樣條件將該供試品配成溶液，測定其吸收度，即可由上式計算出供試品中該物質的含量。
SPECT的基本成像原理是：首先病人需要攝入含有半衰期適當的放射性同位素藥物，在藥物到達所需要成像的斷層位置後，由於放射性衰變，將從斷層處發出γ光子，位於外層的γ照相機探頭的每個靈敏點探測沿一條投影線進來的γ光子，通過閃爍體將探測到的高能γ射線轉化為能量較低但數量很大的光信號，通過光電倍增管將光信號轉化為電信號並進行放大，得到的測量值代表人體在該投影線上的放射性之和。在同一條直線上的靈敏點可探測人體一個斷層上的放射性藥物，它們的輸出稱作該斷層的一維投影。