Спектральные серии водорода — набор спектральных серий, составляющих спектр атома водорода. Поскольку водород — наиболее простой атом, его спектральные серии наиболее хорошо изучены. Они хорошо подчиняются формуле Ридберга:
где R = 109 677 см−1 — постоянная Ридберга для водорода, n′ — основной уровень серии.
Спектральные линии, возникающие при переходах на основной энергетический уровень, называются резонансными, все остальные — субординатными.
Атом водорода состоит из электрона, вращающегося вокруг ядра — протона. Сила электромагнитного взаимодействия между электроном и протоном порождает набор дискретных квантовых состояний электрона, каждое из которых имеет свою определённую энергию. Эти состояния изображаются в боровской модели как отдельные орбиты электрона вокруг протона. Каждой орбите или состоянию атома соответствует целое число n, называемое главным квантовым числом.
Излучение на частотах спектральных линий происходит, когда электрон переходит из более высокого энергетического состояния в более низкое. Состояние с более низкой энергией обозначается как n′, а с более высокой n. Энергия излучённого фотона соответствует разности энергий этих двух состояний. Так как энергия каждого состояния всегда одинакова, разница между ними тоже всегда одинакова и переход всегда будет излучать фотон с постоянной энергией, то есть с постоянной длиной волны.
Спектральные линии принято группировать в серии с разными n′. Линии в каждой серии обозначаются последовательно от самой длинноволновой линии греческими буквами в алфавитном порядке. Например, линия 2 → 1 называется линией Лаймана-альфа (Ly-α), а 7 → 3 Пашена-дельта (Pa-δ).