Veröffentlicht 1817 in einer Denkschrift der Bayerischen Akademie der Wissenschaften, weckten die "durchstrichelten" Spektren weltweit die Aufmerksamkeit von Naturforschern, zunächst aber nicht die der Astronomen. Von den drei heute noch vorhandenen kolorierten Kupferstichen, mit mehr als 350 von Fraunhofers Hand eingravierten Linien, besitzt das Deutsche Museum zwei. Erst 1859 konnten der Physiker Gustav Kirchhof und der Chemiker Robert Bunsen mit einem ersten selbst gebauten Spektrometer die Natur der Linien als Fingerabdrücke von Elementen in der Sonnenatmosphäre erklären. Nun machten sich William Huggins, Angelo Secchi und viele andere an die systematische Untersuchung von Sternspektren und die Klassifizierung der Sterne.

Viele Dokumente, Instrumente und Spektren aus diesen frühen Jahren sind ausgestellt, darunter die ersten von Johann Lamont 1836 an der Münchner Sternwarte Bogenhausen gezeichneten Linienspektren. Ein vor fast 100 Jahren von Hubble gewonnenes Galaxienspektrum kann genau betrachtet werden, ebenso das vom Altmeister der Sternspektren, Albrecht Unsöld, im Jahr 1941 exakt analysierte Spektrum von Tau Scorpii. Eingebettet ist diese sehenswerte Sonderausstellung in die reiche Sammlung der berühmten astronomischen und geodätischen Instrumente von Fraunhofer, darunter der große Refraktor, mit dem Johann Gottfried Galle den Planeten Neptun entdeckte, und ein Heliometer, wie es Friedrich Wilhelm Bessel zur ersten Entfernungsbestimmung eines Fixsterns nutzte.