L'insieme delle radiazioni elettromagnetiche costituisce lo spettro elettromagnetico. Le radiazioni sono onde elettromagnetiche caratterizzate da una lunghezza d'onda e da una frequenza. L'energia trasportata dalla radiazione elettromagnetica dipende dalla lunghezza d'onda. Poiché la lunghezza d’onda, espressa in metri (m), e la frequenza, espressa in Hertz (Hz), sono inversamente proporzionali, tanto minore è la lunghezza d'onda, tanto maggiore è la frequenza e quindi l'energia trasportata.

Con la vista riusciamo a percepire lunghezze d'onda comprese tra i 400 e i 700 nanometri (un nanometro corrisponde ad un miliardesimo di un metro) a cui diamo il nome di LUCE VISIBILE. Lunghezze d'onda minori corrispondono ai RAGGI ULTRAVIOLETTI, ai RAGGI X e ai RAGGI GAMMA che hanno tutti frequenza superiore alla luce visibile e perciò maggiore energia. Le radiazioni INFRAROSSE, le ONDE RADIO e le MICRO ONDE hanno invece lunghezze d'onda maggiori della luce e trasportano energia inferiore.

Lo spettro elettromagnetico ricopre quindi l'insieme di tutte le frequenze possibili per le onde elettromagnetiche. Come si è detto, l'unità di misura della frequenza è l'hertz, che sta per "1 picco al secondo"; i suoi multipli sono il kilohertz (kHz, mille hertz), il gigahertz (GHz, 1 miliardo di hertz), il terahertz (THz, mille miliardi di hertz) il petahertz (PHz, un milione di miliardi di hertz) e l'exahertz (EHz, un miliardo di miliardi di hertz).

Dunque rivedendo lo spettro dal punto di vista delle frequenze e partendo dalla banda (="intervallo di frequenze") delle onde radio, che sono quelle ad energie minori e che hanno frequenze da qualche decina di kHz a 3 GHz, andando verso frequenze e quindi energie maggiori si incontrano nell'ordine le seguenti bande: le microonde (3 GHz – 300 GHz), gli infrarossi (300 GHz – 428 THz), la luce visibile (428 THz – 749 THz), gli ultravioletti (749 THz – 30 PHz), i raggi X (30 PHz – 300 EHz) e infine i raggi gamma (frequenza maggiore di 300 EHz), che sono le radiazioni più energetiche e pericolose di tutte.

L'astronomia moderna, grazie all'incredibile sviluppo della tecnologia, è diventata multi-frequenza, ossia grazie a particolari strumenti è in grado di compiere "osservazioni" (inteso come ricevere ed analizzare le onde elettromagnetiche) su tutte le bande di frequenza dello spettro elettromagnetico; si è infatti scoperto che gli oggetti celesti emettono radiazione su tutte queste frequenze, e osservare su ogni banda fornisce informazioni sull'oggetto che sono complementari a quelle ricavate osservando sulle altre bande.

Tuttavia la presenza dell'atmosfera terrestre impedisce di osservare su quasi tutte le bande, in quanto essa assorbe le radiazioni con quelle frequenze, tranne quelle nel visibile e nella banda radio; pertanto, mentre si possono costruire telescopi ottici e radiotelescopi per osservare da terra, per osservare invece nelle microonde, negli infrarossi, negli ultravioletti, nei raggi X e in quelli gamma si è costretti ad utilizzare dei satelliti, per uscire così dall'atmosfera.

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