Le spectre d'absorption infrarouge est également une sorte de spectre d'absorption moléculaire. Lorsque l'échantillon est irradié par la lumière infrarouge avec une fréquence en constante évolution, les molécules absorbent certaines fréquences de rayonnement, et son mouvement de vibration ou de rotation provoque le changement net du moment dipolaire, entraînant la transition des vibrations moléculaires et du niveau d'énergie de rotation de l'état terrestre à l'état excité, ce qui affaiblit l'intensité de la lumière transmise correspondant à ces régions d'absorption.