19世紀末，原子光譜和原子結構問題引起了不少科學家的關注，裏德伯就是其中之一。他對光譜的研究起源於對元素週期表的興趣，從1890年開始，從事元素的物理性質、化學性質和結構的研究，並發表了題爲《化學元素髮射光譜結構的研究》的論文。他設想一個元素的光譜線由三種不同類型系列疊加而成，一個是位於可見光區域，譜線比較尖銳的銳線系，另一個是位於近紅外區，譜線比較擴散的漫線系，第三個是裏德伯認爲最重要的大部分由紫外線組成的線系。
網絡配圖
同時裏德伯親自觀測了一些元素的光譜線，並從他的同輩那裏蒐集了大量光譜方面的資料，尤其是鋰、鈉、鉀和鎂、鋅、鎘、汞、鋁等元素的譜線波長，這些對他總結光譜公式提供了重要依據。面對紛亂複雜的光譜數據，他致力於尋求各種元素髮出的各種光譜線的意義。而裏德伯成功的關鍵是：採用了前人(如1871年斯坦尼等)已提出的用波長的倒數(波數)來表示譜線的方法。用這一尺度的好處在於可以把光譜線系表示成等距的、更接近於從光譜儀直接看到的情景，因此他對光譜規律作出總結：“譜系的各項是相繼整數的函數，各譜系可近似於用下式表示，，其中N是波數，m是正整數，n0=109721.6對所有譜系均爲一共同常數，n0與u是某譜系特有的常數。由公式可以看到，n0表示當m變爲無窮大時波數n趨向的極值”。這就是裏德伯的光譜學公式。
