當用紅外線去照射樣品時，此輻射不足以引起分子中電子能級的躍遷，但可以被分子吸收引起振動和轉動能級的躍遷。在紅外光譜區實際所測得的譜圖是分子的振動與轉動運動的加和表現，故紅外光譜亦稱為振轉光譜。按紅外線波長不同，往往將紅外吸收光譜劃分為三個區域，如表1所示。
表1 紅外區的劃分
區域 | σ/cm—1 | ν/μm | 能級躍遷類型 |
近紅外區 | 13300~4000 | 0.75~2.5 | 分子化學鍵振動的倍頻和組合頻 |
中紅外區 | 4000~400 | 2.5~2.5 | 化學鍵振動的基頻 |
遠紅外區 | 400~10 | 25~1000 | 骨架振動、轉動 |
物質的分子吸收紅外光發生振動和轉動能級躍遷，必須滿足以下兩個條件:①紅外輻射光量子具有的能量等于分子振動能級能量差△B；②分子振動時必須伴隨偶極矩的變化，具有偶極矩變化的分子振動是紅外活性振動，否則為非紅外活性振動。
由經典力學或量子力學均可推出雙原子分子振動頻率（Hz）的計算公式為:
用波數（cm—1）作單位時:
式中 k一鍵的力常數，dyn/cm；
μ一折合質量（
，m1和m2分別為兩個原子的質量），g；
c一光速
若力常數k單位用N/cm，折合質量μ采用原子質量單位m=1.65×10—24g，上式可簡化為
表1給出了部分化學鍵的伸縮振動力常數，表中的力常數除已注明者外，都是由簡譜振動頻率推算出來的。
表1 化學鍵的伸縮振動力常數
