衍射光栅是根据单缝衍射和多缝干涉原理制成的一种分光元件，它能产生谱线间距较宽的匀排光谱。衍射光栅所得光谱线的亮度比用棱镜分光时小，但其分辨本领比棱镜大，条纹清晰。

衍射光栅常用于光波长、位移的高精度测量（定位），在光谱分析、应力分析、光信息处理等方面都有广泛的应用。

实际应用的衍射光栅通常是在表面上有沟槽或刻痕的平板。这样的光栅 可以是透射光栅或反射光栅。可以调制入射光的相位而不是振幅的衍射光栅也能生产。

衍射光栅的原理是苏格兰数学家詹姆斯·格雷戈里发现的，发现时间大约在艾萨克·牛顿的棱镜实验的一年后。詹姆斯·格雷戈里大概是受到了光线透过鸟类羽毛的启发。公认的最早的人造光栅是德国物理学家约瑟夫·冯·夫琅和费在1821年制成的，那是一个极简单的金属丝栅网。但也有人争辩说费城发明家黎顿郝斯于1785年在两根螺钉之间固定的几根头发才是世界上第一个人造光栅。

通常所讲的衍射光栅是基于夫琅禾费多缝衍射效应工作的。描述光栅结构与光的入射角和衍射角之间关系的公式叫“光栅方程”。

波在传播时，波阵面上的每个点都可以被认为是一个单独的次波源；这些次波源再发出球面次波，则以后某一时刻的波阵面，就是该时刻这些球面次波的包络面（惠更斯原理）。

一个理想的衍射光栅可以认为由一组等间距的无限长无限窄狭缝组成，狭缝之间的间距为d，称为光栅常数。当波长为λ的平面波垂直单射于光栅时，每条狭缝上的点都扮演了次波源的角色；从这些次波源发出的光线沿所有方向传播（即球面波）。由于狭缝为无限长，可以只考虑与狭缝垂直的平面上的情况，即把狭缝简化为该平面上的一排点。则在该平面上沿某一特定方向的光场是由从每条狭缝出射的光相干叠加而成的。在发生干涉时，由于从每条狭缝出射的光的在干涉点的相位都不同，它们之间会部分或全部抵消。然而，当从相邻两条狭缝出射的光线到达干涉点的光程差是光的波长的整数倍时，两束光线相位相同，就会发生干涉加强现象。以公式来描述，当衍射角θ满足关系dsinθ/λ=|m|时发生干涉加强现象，这里d为狭缝间距，即光栅常数，m是一个整数，取值为0，±1，±2，……。这种干涉加强点称为衍射极大。

衍射光栅强度分布是衍射因子和干涉因子的乘积：

其中 D 是衍射因子：I是干涉因子。