Über einen Spalt fällt das zu untersuchende Licht in das Spaltrohr S ein. Die Linse L1 hat die Aufgabe das einfallende Lichtbündel zu parallelisieren. Am regelbaren Spalt kann die einfallende Lichtmenge reguliert werden.

Fällt das Licht auf das Prisma kommt, es zur optischen Brechung.  Beim Übergang in Glas, einem optisch dichteren Medium wird das einfallende Licht zum Lot gebrochen, beim Übergang in Luft, dem optisch dünneren Medium erfolgt die Brechung vom Lot weg.

Ursache für die Änderung der Ausbreitungsrichtung ist die in verschiedenen Medien unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeit. 

Nach Huygens ist jeder Punkt einer Wellenfront Ausgangspunkt einer neuen Elementarwelle. Löst man die Wellenfront an der Grenzschicht der Medien auf, so muss wegen der kleineren Ausbreitungsgeschwindigkeit c₂ die Strecke c₂ × t  kleiner sein als die Strecke c₁ × t.  Daher muss der Strahl seine Ausbreitungsrichtung ändern.

Beim Prismendurchgang eines nicht monochromen Strahls, ist neben der Brechung auch die Aufspaltung des Strahls in seine spektralen Bestandteile zu beobachten.  Hierbei werden die verschiedenen Anteile des Lichtes unterschiedlich stark gebrochen. Hochfrequentes Licht  (kurzwellig – blau) wird stärker gebrochen.

Das bedeutet, dass sich die verschiedenfarbigen Bestandteile des Lichtes mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegen. Da Blau kurzwelliger ist als Rot muss es sich nach λ ~ c  mit kleine Geschwindigkeit ausbreiten und wird stärker gebrochen.       

Nach dem Verlassen des Prismas fällt der divergente Strahl in das Beobachtungsrohr. Die Linse am Eingang des Beobachtungsrohrs parallelisiert den Strahl. Das Linsensystem am Okular O erfüllt die Funktion eines Fernrohres und somit der Erzeugung eines scharfen Bildes. 

Über das Skalenrohr K kann eine Referenzteilung in den Strahlengang projiziert werden. Hierüber sind die beobachteten Wellenlängen ablesbar.