Lo spettro di assorbimento a infrarossi è anche una sorta di spettro di assorbimento molecolare. Quando il campione è irradiato dalla luce a infrarossi con frequenza in continua evoluzione, le molecole assorbono alcune frequenze di radiazione e il suo movimento di vibrazione o rotazione provoca il cambiamento netto del momento di dipolo, con conseguente transizione della vibrazione molecolare e del livello di energia di rotazione dallo stato fondamentale allo stato eccitato, che indebolisce l'intensità della luce trasmessa corrispondente a queste regioni di assorbimento.