Spektroskopi studerar hur materia interagerar med elektromagnetisk strålning. När ljus träffar ett ämne kan det absorberas, emitteras eller spridas. Absorptions- eller emissionsmönstret avslöjar ämnets struktur och sammansättning. Varje molekyl har ett unikt spektral fingeravtryck. Spektroskopi är ett av de kraftfullaste verktygen inom kemi, fysik och astronomi.

Tekniken finns i många former. Infrarödspektroskopi mäter molekylära vibrationer och identifierar funktionella grupper. Ultraviolett-synlig spektroskopi mäter elektroniska övergångar och används för att kvantifiera koncentrationer. Kärnmagnetisk resonansspektroskopi mäter kärnspinnövergångar och bestämmer molekylstruktur. Masspektrometri är inte strikt spektroskopi, men den grupperas ofta med den. Röntgenspektroskopi mäter elektroniska övergångar i inre skal. Varje form använder en annan del av det elektromagnetiska spektrumet.

Spektroskopi används för att identifiera okända ämnen, kvantifiera koncentrationer, studera reaktionskinetik och bestämma molekylstruktur. Det används inom astronomi för att bestämma stjärnors och galaxers sammansättning. Det används inom medicin för att diagnostisera sjukdomar. Det används vid miljöövervakning för att upptäcka föroreningar. Det används inom forensik för att analysera bevis.

Instrumenten varierar i komplexitet. En enkel spektrofotometer mäter absorbans vid en våglängd. En NMR-spektrometer använder supraledande magneter och radiovågor. Ett teleskop med en spektrograf mäter spektra från avlägsna stjärnor. Den gemensamma principen är ljusets växelverkan med materia.