复合线是天体光谱中由氢、氦等元素电子复合至特定能级时产生的容许谱线发射线。其强度与介质光学厚度密切相关：在光学薄条件下（Case A），氢原子复合到基态直接辐射可见光子；而光学厚条件（Case B）下，高能级跃迁释放的Hα线（656.3nm）因Lyman系光子再吸收而显著增强。2020年对W51M分子云的射电观测验证了复合线诊断电子温度、湍动速度等参数的可靠性，2023年科学家首次在射电波段探测到碳氧离子复合线，表明该技术可突破传统光学观测的消光限制。

复合线源于电子与离子复合时释放的光子能量，受能级跃迁路径与介质光学厚度共同影响：

两种极端情况的过渡态依赖于介质密度与几何结构，理论模型为天体物理参数反演提供基础框架。

2020年对W51M大质量恒星形成区的观测显示：

此类研究证实复合线可作为电离区物理参量（如温度、密度、元素丰度）的重要诊断工具。

2023年3月，中国科学院团队在猎户座M42星云取得突破：

该发现拓展了复合线的元素探测范围，为研究星际化学演化提供了新方法。通过匹配Ka/Q波段数十条阿尔法与贝塔线，研究人员验证了射电复合线在元素绝对丰度测定中的精度优势。