El análisis espectral o análisis de espectro es un examen de un rango de frecuencias o cantidades relacionadas, como la energía. La representación obtenida mediante el análisis espectral se denomina espectrograma. En determinadas áreas se puede referir a:

• Espectroscopia, el estudio de la interacción entre la radiación electromagnética y la materia, con absorción o emisión de energía radiante.
• Analizador de espectro, un equipo de medición electrónica que permite visualizar en una pantalla las componentes espectrales en un espectro de frecuencias de las señales presentes en la entrada, pudiendo ser esta cualquier tipo de ondas eléctricas, acústicas u ópticas.
• Teoría espectral, en matemáticas, es un término inclusivo para las teorías que extienden la teoría de autovectores y autovalores de una matriz cuadrada a la más amplia teoría de la estructura de operadores en ciertos espacios matemáticos.