Studi interaksi antara materi dan radiasi. Karena tingkat energi dalam semua atom dan molekul diskret (terkuantisasi), penyerapan atau emisi radiasi terjadi pada karakteristik dari kimia tertentu berbeda energi (frekuensi). Energi tingkat diselidiki mungkin rotasi (microwave region), getaran (daerah inframerah), atau elektronik (terlihat atau ultraviolet). Di massa spektroskopi, molekul yang diionkan dan massa yang berbeda yang dipilih oleh penggunaan listrik atau medan magnet. Banyak teknik spektroskopik telah digunakan untuk mengidentifikasi molekul atau atom dalam atmosfer.