輻射與物質相互作用的研究。，因為在所有的原子和分子的能量水準是離散 (量子化的），吸收或輻射的發射發生在不同的能量 （頻率） 給定的化學特性。能量級別探測可能旋轉 （微波區域）、 振動 （紅外區域），或電子 （可見或紫外線）。分子的電離質譜分析，在與選定的不同群眾使用的電場或磁場。很多光譜技術已被用來識別在大氣中的原子或分子。