Un rayonnement optique peut être caractérisé par sa distribution spectrale de puissance. Les mécanismes selon lesquels le rayonnement optique est absorbé par le système chimique ou biologique sont en général très complexes, et sont toujours fonction de la longueur d'onde (ou de la fréquence). Pour les applications métrologiques, cependant, la complexité des mécanismes d'absorption peut être ignorée et l'effet actinique est simplement caractérisé par un spectre d'action actinique qui relie la réponse photochimique ou photobiologique au rayonnement incident. Ce spectre d'action actinique décrit l'efficacité relative d'un rayonnement optique monochromatique à la longueur d'onde à produire une réponse actinique donnée. Il est donné en valeur relative, normalisée à 1 pour le maximum de l'efficacité. Généralement, les spectres d'action actinique sont définis et recommandés par les organisations internationales scientifiques ou de normalisation.

Pour la vision, deux spectres d'action ont été définis par la CIE et approuvés par le CIPM : V() pour la vision photopique et V'() pour la vision scotopique. Ces spectres d'action sont utilisés dans les mesures des grandeurs photométriques et font implicitement partie de la définition de l'unité SI pour la photométrie, la candela. La vision photopique est détectée sur la rétine de l'œil par les cônes, sensibles aux luminances élevées (L > environ 10 cd m^–2), qui correspondent à la vision diurne. La vision scotopique est détectée sur la rétine de l'œil par les bâtonnets, sensibles aux faibles luminances (L < environ 10^–3 cd m^–2), qui correspondent à la vision nocturne. Dans le cas de luminances intermédiaires entre la vision photopique et la vision scotopique, les cônes et les bâtonnets fonctionnent simultanément, on est alors dans le domaine de la vision mésopique.

Des spectres d'action ont également été définis par la CIE pour d'autres effets actiniques, tel que le spectre d'action de l'érythème (rougissement de la peau) dû au rayonnement ultraviolet. Ces spectres n'ont cependant pas de statut particulier dans le SI.