分子中特征基團(tuán)吸收不同波段的電磁輻射后表現(xiàn)出特征振動(dòng)，會(huì)在相應(yīng)的紅外波段上對(duì)應(yīng)于的特征吸收峰。

以簡(jiǎn)單的雙原子分子為例，根據(jù)量子力學(xué)原理，兩個(gè)原子之間的振動(dòng)能是量子化的，也就是說(shuō)存在著能級(jí)。兩個(gè)能級(jí)之間的差值對(duì)應(yīng)于分子的振動(dòng)能。

當(dāng)分子吸收電磁輻射后，分子的能量會(huì)升高，這個(gè)過(guò)程叫做分子的激發(fā)。如果激發(fā)的能量對(duì)于與兩個(gè)振動(dòng)態(tài)的能級(jí)差，那么這個(gè)分子就正好吸收這個(gè)能級(jí)差的能量，對(duì)于與光譜上就出現(xiàn)一個(gè)吸收峰。而振動(dòng)能的大小正位于紅外區(qū)，所以，紅外光譜對(duì)應(yīng)于分子的振動(dòng)。

分子中不同的特征基團(tuán)的振動(dòng)能級(jí)的能量差有區(qū)別，所以會(huì)吸收不同波段的電磁輻射，因而在光譜上表現(xiàn)出不同位置的吸收峰。而相同特征基團(tuán)的能級(jí)的能量差是基本相同的，所以光譜上的吸收峰的位置會(huì)相對(duì)固定(當(dāng)然，周圍基團(tuán)或者環(huán)境會(huì)對(duì)特征基團(tuán)的能級(jí)有微小的影響，在光譜上會(huì)稍有偏移)。這就是紅外光譜定性分析的依據(jù)。