光谱辐射计使用称为光谱辐射率的标度来定量表示光。光谱辐射计测量的量是“光谱辐射率”。单位为W/sr/m2/nm-1（瓦每球面度每平方米每纳米）。
一般来说，光源发出的光有两种：“强光”和“弱光”。在测量“强度”的尺度中，“辐射亮度”是考虑“从平面平行发射的光的强度”的指标。虽然“辐射通量（单位：W：瓦特）”考虑了面积，但“辐射率（单位：W/sr/m2）”不考虑面积或立体角。
辐射亮度具有根据波长而变化的特性，“光谱辐射亮度”是针对每个波长的辐射亮度的表达。为了测量光谱辐射亮度，从光源发出的光被衍射光栅分离（分裂）成波长，光谱辐射亮度是每个传感器接收到的光。此外，接收到的光被转换成电信号并确定光谱辐射率。
许多光谱辐射计都带有计算单元，可以计算亮度（不同于辐射率）、三刺激值XYZ和色度坐标xy等值。
