衍射分光镜为一光学仪器，能将一个光束分成多个光束，并排成阵列（1xN）或矩阵（MxN），而这些光束皆具有入射光的特性。一个衍射分光镜是专为特定波长的光和产生特定衍射角的光束而设计，所以入射光为单色的，如激光。

此仪器基于光波的特性，及衍射的原理：惠更斯－菲涅耳原理。设计衍射的式样类似于衍射光栅，用周期性的重复图样令衍射光束排列成特定的组合。图样蚀刻的深度则与入射光的波长有关，而所蚀刻的材料亦对衍射的波长有影响。

衍射的算式为：${\displaystyle d\sin <!--\; \; -->{\mathrm{\theta <!--\; \theta \; -->}}_m=m\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}$，d为图样重复周期的阔度，θ_m为衍射光束间的角度，m为光束分散的数目，如数值为零则指入射光直接穿透。此算式并未计算衍射光束的强度，它取决于蚀刻的图样，视乎用途可有许多的变化。直线阵列的图样是条纹形状的，而矩阵的图样则更复杂。

此仪器可与一凸透镜合用，用以聚焦衍射光于一特定距离的平面（视乎凸透镜的焦距及分光镜的衍射角）之上，并能用于激光相关的科研及工业用途，如：