一定頻率的紅外光輻照能導致被照射物質分子在振動、轉動能級上的躍遷。當分子中某些化學鍵或基團（具有偶極特性）的振動頻率與紅外輻射的頻率一致時，分子便吸收此紅外輻射（一種共振吸收）。若以頻率連續改變的紅外光輻照試樣，由于試樣對不同頻率的紅外光的吸收不同，便得到以吸光度A或透光率T為縱坐標，紅外輻射波數或波長為橫坐標的紅外光譜圖。

一個分子的振動涉及到多個原子的共同運動，它分為延著化學鍵的伸縮和彎曲兩類振動方式。其振動頻率主要決定于原子的質量與化學鍵的強度。質量越小，化學鍵越強，則振動頻率越高。因此不同官能團或基團將有其特征頻率區。例如，—OH基團在3650～3200cm^－1區間有強寬峰，同時，在 1400～1260cm^-1出現弱峰；—NH基團在3500～3100cm^－1處有強峰，還在1650～1550cm^－1處出現弱峰； 基團在1700cm^－1左右有強峰，—CH₃，—CH₂，基團在2960cm^－1，2850cm^－1有強峰，同時在1450cm^-1，1375cm^－1有強峰等。圖14－12是戊酮的紅外光譜圖。圖中從1300～4000cm^－1的頻率范圍內可以清楚地看到—CH₃，—CH₂—與 基團的C—H，CO鍵的伸縮振動的吸收峰。人們通常將此范圍內的譜峰稱為官能團區的譜峰，它對于了解所測定的化合物內的官能團十分重要。而在 1300～600cm^－1范圍內的譜峰特征性更強，由于此區的譜峰猶如人手的指紋，故稱為指紋區譜帶。指紋區譜帶比較復雜，辨認起來比較困難。結構分析時就是利用確定了的、所存在的化學基團來推測鑒定未知物的結構組成。

紅外光譜儀常用硅碳棒等在高溫下作為紅外光源。它所發生的紅外光透過樣品池（常用NaCl晶片做成）進入光學單色器和檢測器，最后用記錄器記錄下紅外光譜。目前傅里葉變換紅外（FT－IR）光譜儀已相當普及，可使測量快速，靈敏度提高。

紅外光譜法的特點與應用范圍是：

（1）FT－IR譜儀的廣泛使用使IR光譜法靈敏度大大提高，檢測限可達10^-9～10^－12g；分辨率高，精度可達0.01cm^－1。

（2）操作方便、快速。

（3）廣泛用作定性分析。因為化合物分子的微小的結構差異常常可直接反映在IR譜圖上，所以可應用于有機物及無機物的結構分析，尤其常應用于鑒定有機分子中的官能團。也可把紅外與其它儀器分析法配合起來使用進行結構分析。