Existem três zonas do espectro eletromagnético com especial interesse na determinação de compostos químicos:

• A radiação visível-ultravioleta tem energia adequada para produzir transições de elétrons moleculares em níveis de energia mais elevados. É a chamada espectroscopia UV, cuja utilidade se limita principalmente à determinação de moléculas com insaturações.
• A radiação infravermelha produz transições entre os níveis vibracionais de uma molécula. As ligações entre os átomos de uma molécula não são rígidas, mas vibram em torno de uma posição de equilíbrio, e a radiação infravermelha é capaz de levar essas ligações a níveis de energia vibracional mais elevados. Isso é chamado de espectroscopia de infravermelho (IR).
• As ondas de rádio têm energia suficiente para fazer com que os núcleos atômicos, submetidos a um campo magnético, entrem em ressonância. Essa técnica é chamada de espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR).

Tanto os níveis de energia vibracional, eletrônico e de spin nuclear são quantizados e as energias necessárias para promover o sistema de um nível inferior para um superior são dadas por valores discretos, característicos de cada sistema. Uma molécula absorverá radiação eletromagnética se o produto $h\nu$ coincidir com a diferença de energia entre o nível inferior em que se encontra e o superior que promove.