指用分辨率较高的光谱仪观察光谱时，能分辨有些谱线是由十分靠近的若干谱线组成的现象。如钠黄色谱线是由波长为0.589 0微米和0.589 6微米的两谱线组成。光谱线的精细结构是原子中电子*自旋引起的。用高分辨率仪器（如法布里-珀罗标准具）观察光谱，每一精细结构谱线又可分解为更靠近的一组谱线，称为谱线的“超精细结构”。这是由于电子运动的相对论效应、原子核自旋和原子中各同位素核质量不同等原因引起的。