分光法は、物質が電磁波とどのように相互作用するかを研究する学問です。光が物質に当たると、吸収、放出、散乱のいずれかの現象が起こります。吸収または放出のパターンから、物質の構造と組成が明らかになります。各分子は固有のスペクトル特性を持っています。分光法は、化学、物理学、天文学において最も強力なツールの1つです。

この技術には様々な形態がある。赤外分光法は分子の振動を測定し、官能基を特定する。紫外可視分光法は電子遷移を測定し、濃度を定量化するために使用される。核磁気共鳴分光法は核スピン遷移を測定し、分子構造を決定する。質量分析法は厳密には分光法ではないが、しばしば分光法とまとめて扱われる。X線分光法は内殻電子の遷移を測定する。それぞれの形態は電磁スペクトルの異なる部分を利用する。

分光法は、未知の物質の同定、濃度の定量、反応速度論の研究、分子構造の決定などに用いられます。天文学では、星や銀河の組成の決定に用いられます。医学では、疾病の診断に用いられます。環境モニタリングでは、汚染物質の検出に用いられます。法医学では、証拠の分析に用いられます。

測定機器の複雑さは様々である。単純な分光光度計は、特定の波長における吸光度を測定する。NMR分光計は、超伝導磁石と電波を用いる。分光器を備えた望遠鏡は、遠方の星のスペクトルを測定する。共通する原理は、光と物質の相互作用である。