光谱灵敏度（Spectral sensitivity）是作为信号的频率或波长的函数的检测，光或其他信号的相对效率。
在视觉神经科学中，光谱灵敏度用于描述眼睛视网膜中视杆细胞和视锥细胞中光色素的不同特征。已知杆细胞更适合于暗视觉和视锥细胞以适应明视觉，并且它们对不同波长的光的敏感性不同。已经确定，在日光条件下人眼的最大光谱灵敏度是在555nm的波长处，而在夜间，峰值移动到507nm。
在摄影中，电影和传感器通常用光谱灵敏度来描述，以补充描述其响应度的特征曲线。创建相机光谱灵敏度数据库并分析其空间。对于X射线胶片，光谱灵敏度被选择为适合于响应X射线的荧光粉，而不是与人类视觉有关。
在传感器系统中，输出容易量化，响应度可以扩展到与波长相关，并结合光谱灵敏度。当传感器系统为线性时，其光谱灵敏度和光谱响应度都可以用相似的基函数分解。当一个系统的响应度是一个固定的单调非线性函数时，可以估计和校正该非线性度，从而通过标准线性方法确定来自频谱输入 – 输出数据的频谱灵敏度。
然而，视网膜的视杆细胞和视锥细胞的反应具有非常依赖于上下文（耦合）的非线性响应，这使得从实验数据分析其光谱灵敏度变得复杂。然而，尽管存在这些复杂性，但光能谱转换为有效刺激，光色素的激发是非常线性的，因此线性表征如光谱灵敏度在描述色觉的许多性质时非常有用。
光谱灵敏度有时表示为量子效率，即作为获得量子反应的概率，例如捕获的电子，作为波长的函数，成为光量子。在其他情况下，光谱灵敏度表示为每个光能的相对响应，而不是每个量子的相对响应，归一化为峰值1，量子效率用于校准该峰值波长的灵敏度。在一些线性应用中，光谱灵敏度可以表示为光谱响应度，单位为安培/瓦特。