Ada tiga zona spektrum elektromagnetik dengan minat khusus dalam penentuan senyawa kimia:

• Radiasi ultraviolet-tampak memiliki energi yang cukup untuk menghasilkan transisi elektron molekuler pada tingkat energi yang lebih tinggi. Inilah yang disebut spektroskopi UV, yang kegunaannya terutama terbatas pada penentuan molekul dengan ketidakjenuhan.
• Radiasi infra merah menghasilkan transisi antara tingkat vibrasi molekul. Ikatan antara atom-atom molekul tidak kaku, tetapi bergetar di sekitar posisi kesetimbangan, dan radiasi infra merah mampu membawa ikatan ini ke tingkat energi vibrasi yang lebih tinggi. Ini disebut spektroskopi inframerah (IR).
• Gelombang radio memiliki energi yang cukup untuk menyebabkan inti atom, yang dikenai medan magnet, beresonansi. Teknik ini disebut spektroskopi resonansi magnetik nuklir (NMR).

Baik tingkat energi vibrasi, elektronik, dan putaran nuklir dikuantisasi dan energi yang diperlukan untuk mempromosikan sistem dari tingkat yang lebih rendah ke tingkat yang lebih tinggi diberikan oleh nilai diskrit, karakteristik dari setiap sistem. Molekul akan menyerap radiasi elektromagnetik jika produk $h\nu$ bertepatan dengan perbedaan energi antara tingkat yang lebih rendah dan yang lebih tinggi yang dipromosikannya.