Atomemisjonsspektroskopi er enspektroskopisk analysemetode for å detektere eller kvantifisere grunnstoffer. Metoden brukes oftest for metaller, men kan brukes for alle grunnstoffer. Prøven føres inn i en flamme og blir på denne måten omgjort til frie atomer og/eller ioner i gassfase. Atomene vil ta opp energi, og stråle ut dette somlys og ultrafiolett og infrarød stråling fra grunnstoffeneseksiterte atomer eller ioner. Hvilke bølgelengder som stråles ut forteller hva slags grunnstoff som finnes i prøven.

Enflammeprøve er en enkel variant av denne metoden. Når prøven føres inn i en flamme får flammen farge etter type grunnstoff som finnes i prøven.

Atomemisjonsspektroskopi utføres i etspektrometer, etfotometer eller enspektrograf som må ha en atomiseringsenhet (energikilde) for å overføre kjemiske forbindelser. Atomiseringsenheten kan være en varm flamme, en gnist, en lysbue eller et plasma (for eksempel induktivt koblet plasma,ICP). En del av atomene/ionene som dannes i atomiseringsenheten blireksitert, det vil si at elektronene i atomenes eller ionenes yttersteelektronskall blir overført til en mer energirik tilstand.

Denne tilstanden er kortvarig: i løpet av brøkdelen av et sekund faller elektronene tilbake til grunntilstanden samtidig som det sendes ut elektromagnetisk stråling med en bølgelengde som er karakteristisk for grunnstoffet. Intensiteten av strålingen (målt ved en utvalgt bølgelengde) erproporsjonal med konsentrasjonen av grunnstoffet som forårsaket strålingen.

Det finnes flere instrumentelle analysemetoder basert på emisjon av stråling i det synlige eller ultrafiolette området, inkludertflammefotometri, gnist-emisjonspektrografi og induktivt koblet plasma emisjonspektrometri (ICP-AES).