Ein Linienspektrum ist ein physikalisches Spektrum, das voneinander getrennte (diskrete) Stellen erhöhter Intensität, sogenannte Spektrallinien, zeigt. Diese Stellen können unter Umständen neben oder überlagert mit kontinuierlichen Anteilen auftreten.
Lichtspektren können Absorptions- oder Emissionslinien zeigen. Auch Teilchenstrahlung kann ein Linienspektrum haben; die Teilchen haben dann diskrete kinetische Energien, wie beispielsweise bei der Alphastrahlung.