と置き換わるので、 すなわち である偏長対称こま分子の回転準位は
となる。偏長対称こま分子の回転準位も、扁平対称こま分子と同様に、 の準位が 重に縮退している。また の準位は 重に縮退している。偏長対称こま分子では なので、量子数 が同じ回転状態であれば、 が大きいほどエネルギーは高くなる。つまり、扁平対称こま分子とは逆に、 が同じなら回転軸が対称軸に近づくほど回転エネルギーが大きくなる。
直線分子.
直線分子は、極端に が小さい偏長対称こま分子と考えることができる。そうすると なので、 の準位が の準位よりも極端に高くなり、 の極限では の準位だけが回転準位として存在する。よって、偏長対称こま分子の回転準位の式で とすれば直線分子の回転準位の式が得られる。
球こま分子.
球こま分子の回転準位の式は、直線分子の回転準位の式と同じ形をしているが、直線分子とは縮退度が異なる。量子数 の球こま分子の回転準位は、 について 重に、 についても 重に、それぞれ縮退しているので、あわせて 重に縮退している。
非対称こま分子.
回転遷移.
回転状態間の遷移を回転遷移という。回転遷移は非弾性衝突（衝突遷移)や、ある共鳴条件に一致した周波数の電磁波を吸収・放射（光学遷移)することによって起こる。マイクロ波分光による回転状態の観測は、電磁波の周波数を走査することにより共鳴条件に一致する周波数を探し、回転遷移をみつけることで行う。
回転遷移の共鳴周波数.
二原子分子（または直線分子）の回転準位は
である。光学遷移の選択律は
なので、遷移の共鳴周波数 は
となる。つまり、剛体回転子近似のもとでは、二原子分子および直線分子の回転遷移の共鳴周波数は精確に ごとの間隔で現れると予想される。
回転状態観測による分子構造の決定.
以上のような情報とさらに量子化学計算を併用すると、原子数の少ない分子や対称性の高い分子については、かなり精確に分子構造を決定することができる。しかしながら、有機分子や生体分子に見られるような、原子数が多く対称性の低い分子については、違った分子が同じような回転遷移をもつことがあり、構造の決定が困難な場合が多い。
たとえば、これまで、電波望遠鏡による回転遷移観測により、多数の星間分子が発見され、その分子構造が同定されてきた。（星間分子の一覧）