חקר האינטראקציה בין החומר לבין קרינה. מאז רמות האנרגיה כל האטומים והמולקולות הם נפרדים (quantized), קליטה או פליטת קרינה מתרחשת ברורים אנרגיות (תדרים) אופייני כימיות נתון. רמות האנרגיה ובחן ייתכן כשעוצמת (אזור מיקרוגל), התנודה (אינפרא-אדום אזור), או אלקטרונית (גלויה או על-סגול). ב ספקטרוסקופיה בנפח גדול, ionized מולקולות ולהשתמש ההמונים אחר שנבחר על-ידי של חשמל או שדה מגנטי. טכניקות spectroscopic רבות שלא נעשה כדי לזהות מולקולות או האטומים באטמוספירה.