如图2.1和图2.2所示，如果α是入射光与光栅法线之间的夹角（入射角），β是衍射光与光栅法线之间的夹角（衍射角） ，则它们满足以下关系：
如图2.1所示，在透射型光栅的情况下
或 
如图2.2所示，在反射型光栅的情况下
或 
根据该关系式可以看出， m=0时的光(0阶光)在所有波长下都是直线前进的，因此0阶光无法进行波长分离。另外，m≠0时，可以看出每个波长的衍射角ß都不同。这就是为什么白色光可以通过衍射光栅进行波长分离。衍射角ß还可以随刻线n和入射角α的变化而变化。这里需要注意的是，有时无法利用刻线数n得到衍射光。例如透射型光栅对于入射角α=30°，刻线数n=2400条/mm的光栅的m= 1的光( 1阶光)，在波长λ=700 nm时，sinß=1.18，此时无法取得衍射光。