در گازهای کم فشار و رقیق، که اتم های منفرد آنها از برهم کنش های قوی موجود در جسم جامد آزادند به جای طیف پیوسته، طیفی گسسته را گسیل می کنند که شامل طول موج های معیّنی است. این طیف گسسته را، معمولاً طیف گسیلی خطی یا به اختصار طیف خطی می نامند و طول موج های ایجادشده در آن، برای اتم های هر گاز منحصر به فرد هستند.
دو نمونهٔ آشنا از گازهای کم فشار و رقیق، در لامپ های نئون و لامپ های جیوه ای وجود دارد. چنانچه نور این لامها مورد بررسی قرار گیرند، تصاویرفوق نمایان می شوند که نشان دهنده خطی بودن طیفهای گسیلی هستند.
برای تشکیل طیف گسیلی خطی اتم های هر گاز نظیر هیدروژن، هلیم، جیوه، سدیم و نئون معمولاً از یک لامپ باریک و بلند شیشه ای که حاوی مقداری گاز رقیق و کم فشار است استفاده می شود. دو الکترود به نام های آند و کاتد در دو طرف این لامپ قرار دارد که به ترتیب به پایانه های مثبت و منفی یک منبع تغذیه با ولتاژ بالا وصل اند. این ولتاژ بالا، سبب تخلیهٔ الکتریکی در گاز می شود و اتم هاى گاز درون لامپ شروع به گسیل نور می کنند.
آزمایش نشان می دهد که طیف خطی ایجاد شده و همچنین رنگ نور گسیل شده، به نوع گاز درون لامپ بستگی دارد.
در میان طیف گسیلی گازهای مختلف، طیف خطی هیدروژن اتمی هم از جنبهٔ تاریخی و هم از جنبهٔ نظری اهمیت خاصی دارد.
