的分子（如晶体）作用时，光谱学的研究一般不会指其绕射的现象。分子的电磁及光学特性都和分子在不同状态下的波函数及能量有关。分子光谱可以得到分子的状态，以及在各状态之间跃迁的机率。分子光谱依原子的质量，位置以及原子间的交互作用有关。分子光谱和分子的转动惯量有关，利用分子光谱，可以准确的得到原子间作用力的数值。分子光谱中线段和频带的数量和其分子的对称性有关。分子电子跃迁和分子中电子云的结构及化学键的状态有关。若分子光谱中有吸收许多在长波长可见光范围的能量，分子会有颜色，像很多有机染料都属于这一类。