分子式光谱是提供分子内部信息的主要途径，根据分子式光谱可以确定分子的转动惯量、分子的键长和键强度以及分子离解能等许多性质，从而可推测分子的结构。分子的内部运动状态发生变化所产生的吸收或发射光谱(从紫外到远红外直至微波谱)。分子运动包括整个分子的转动，分子中原子在平衡位置的振动以及分子内电子的运动。