紅外光譜法的原理是，當壹束連續波長的紅外光穿過物質時，物質分子中的壹組振動頻率或旋轉頻率與紅外頻率壹致、分子吸收的能量會由原來基態振動（旋轉）動能級向振動能級更高的能量級轉化，分子吸收的紅外輻射的振動能級和旋轉能級發生躍遷，其中波長的光會被材料吸收，分子會被材料吸收。波長的光就會被物質吸收。
因此，紅外光譜本質上是壹種根據分子內原子的相對振動和分子的旋轉等信息來確定物質分子結構和識別化合物的分析方法。
紅外光譜？(Infrared Spectroscopy，IR）的研究始於 20 世紀初，自 1940 年商用紅外光譜儀問世以來，紅外光譜技術在有機化學研究中得到了廣泛的應用。如今，壹些新技術（如發射光譜、光聲光譜、色-紅耦合等）的出現使紅外光譜技術得到了更蓬勃的發展。
量子力學：
量子力學的研究表明，分子振動和旋轉的能量不是連續的，而是量子化的，即被限制在壹些離散的、特定的能態或能級上。以最簡單的雙原子為例，如果認為原子間振動符合簡諧振動規律，則振動能量 Ev 可近似計算如下：其中 h 為普朗克常數；v 為振動量子數（取正整數）；v0 為簡諧振動頻率。當 v=0 時，分子的能量最低，稱為基態。
當用頻率為 v0 的紅外線照射處於基態的分子時，分子會吸收能量為 hv0 的光量子，躍遷到第壹激發態，並獲得頻率為 v0 的紅外線吸收帶；反之，處於該激發態的分子也可以通過發射頻率為 v0 的紅外線返回基態。v0 的值由分子的近似質量 μ 和力常數 k 決定。k 由原子的核間距、原子在周期表中的位置和化學鍵的鍵級決定。
分子越大，紅外光譜帶越多，例如，含有 12 個原子的分子，它的簡單正交振動應該有 30 種，它的基頻也應該有 30 個頻帶，還可能有強度較弱的倍頻、合頻、差頻頻帶，以及能級間的擾動振動，這樣相應的紅外光譜就比較復雜。