電磁光譜的紅外部分根據其同可見光譜的關系，可分為近紅外光、中紅外光和遠紅外光。遠紅外光（大約400-10cm-1）同微波毗鄰，能量低，可以用于旋轉光譜學。中紅外光（大約4000-400cm-1）可以用來研究基礎震動和相關的旋轉-震動結構。更高能量的近紅外光（14000-4000cm-1）可以激發(fā)泛音和諧波震動。紅外光譜法的工作原理是由于震動能級不同，化學鍵具有不同的頻率。共振頻率或者振動頻率取決于分子等勢面的形狀、原子質量、和最終的相關振動耦合。為使分子的振動模式在紅外活躍，必須存在雙極子的改變。具體的，在波恩-奧本海默和諧振子近似中，例如，當對應于電子基態(tài)的分子哈密頓量能被分子幾何結構的平衡態(tài)附近的諧振子近似時，分子電子能量基態(tài)的勢面決定的固有振蕩模，決定了共振頻率。然而，共振頻率經過一次近似后同鍵的強度和鍵兩頭的原子質量聯(lián)系起來。這樣，振動頻率可以和特定的鍵型聯(lián)系起來。簡單的雙原子分子只有一種鍵，那就是伸縮。更復雜的分子可能會有許多鍵，并且振動可能會共軛出現(xiàn)，導致某種特征頻率的紅外吸收可以和化學組聯(lián)系起來。常在有機化合物中發(fā)現(xiàn)的CH2組，可以以“對稱和非對稱伸縮”、“剪刀式擺動”、“左右搖擺”、“上下?lián)u擺”和“扭擺”六種方式振動。