光谱辐射计由收集光学系统、光谱元件、探测器和电子部件等组成，类型包括傅里叶变换光谱辐射计、多探测器色散棱镜和光栅光谱辐射计、圆形渐变滤光器（CVF）低光谱分辨率光谱辐射计等。
    光谱辐射计既能测总能量，又能测各个波长的分光量值，但由于每测量一次所需时间较长，较难实现连续测量，且仪器价格昂贵，对环境和人员素质要求较高。
各类型特点
    1、CVF光谱辐射计在探测器前面设置一个光谱可变的旋转滤光器，其优点是简单、低成本，缺点是光谱分辨率较低。
    2、FTS光谱辐射计具有高分辨率、宽光谱覆盖、高灵敏度和操作快速等特点。但由于内有运动元件而在恶劣环境下使用受限。
    3、色散（棱镜和光栅）型光谱辐射计通常使用探测器阵列，相比机械扫描系统，在机械稳定性和快速响应性方面更具优势，但探测器在每一个子波段内接收的能量非常小，若需长时间积分则信噪比恶化。
    采用窄带滤光器的分光测量，由于只涉及几个有限的波长，一般均为特殊的测量目的而设定。
典型工作模式
    光谱辐射计的几种典型工作模式如下：
    1、离散光谱测量模式：滤光器轮停止在某一位置的滤光片，数据采集后作为电压和时间的函数送显。
    2、连续光谱测量模式：滤光片轮边转边收集数据。这些数据作为电压和波长的函数送显。
    3、透射比测量模式：与外部辐射源和光学调制盘协同工作。辐射计工作在非调制模式，接收来自外部的调制辐射源的能量。
    用CVF或单个滤光器做基本的数据采集，把测量的信号存储在仪器的存储器中，作为参考电平。在后续的数据采集过程中，测得的信号电平与存储在存储器中的信号进行比较，计算两个能量的百分比，并作为波长和时间的函数在屏幕上显示。