Спектра́льная се́рия, группа спектральных линий, возникающих при переходах электрона между нижним энергетическим уровнем (т. н. постоянный терм) физической системы и всеми возможными вышележащими уровнями (переменные, варьируемые термы). Частоты линий спектральных серий подчиняются определённым математическим закономерностям. Например, для спектра атома водорода эта закономерность имеет вид

$$v_{ik} = R ( \frac{1}{n_i^2} - \frac{1}{n_k^2} ),$$где $ν_{ik}$ – частота спектральной линии, $n_i$ и $n_k$ – главные квантовые числа постоянного и переменного термов, $R$ – постоянная Ридберга. Спектральные серии спектра атома водорода имеют собственные названия: серия Лаймана $(n_i = 1),$ серия Бальмера $(n_i = 2),$ серия Пашена $(n_i = 3),$ и т. д. Спектральная серия в спектре, как правило, выглядит как система спектральных линий, сходящихся к коротковолновому пределу серии (т. е. расстояние между линиями тем меньше, чем меньше длина волны). Если постоянный терм является основным состоянием системы, то коротковолновый предел спектральной серии определяет величину потенциала ионизации, а линия с наибольшей длиной волны называется резонансной. Отчётливые спектральные серии наблюдаются в спектрах химических элементов подгрупп Ia–IIIa короткой формы периодической системы химических элементов. Общий вид спектров большинства химических элементов весьма сложен и определяется структурой спектральных мультиплетов.