Методы молекулярного спектрального анализа основаны на эффектах, вызванных разнообразными энергетическими переходами в результате взаимодействия молекул с излучением. Спектры молекул содержат более детальную информацию о веществе, в которой заложены данные не только об элементном составе вещества, но и характере соединения атомов между собой в молекуле. Преимущество молекулярной спектроскопии перед атомной в том, что в процессе получения спектров вещество не изменяется
В зависимости от природы переходов различают следующие традиционные методы молекулярной спектроскопии:
- молекулярная абсорбционная спектроскопия в видимой и УФ-областях;
- люминесцентный анализ;
- инфракрасная спектроскопия;
- спектроскопия комбинационного рассеяния (рамановская спектроскопия);
- радиоспектроскопические методы анализа;