1928年印度科學家拉曼實驗發現單色入射光透射到物質中的散射光包含與入射光頻率不同的光，即拉曼散射。拉曼因此獲得諾貝爾獎。受散射光強度低的影響，拉曼光譜經歷30年的應用發展限制期。直到1960年后，激光技術的興起，拉曼光譜儀以激光作為光源，光的單色性和強度大大提高，拉曼散射信號強度大大提高，拉曼光譜技術才得以迅速發展。每一種物質都有其特征的拉曼光譜，利用拉曼光譜可以鑒別和分析樣品的化學成分和分子結構；通過分析物質在不同條件下的系列拉曼光譜，來分析物質相變過程，也可進行未知物質的無損鑒定。拉曼光譜技術可廣泛應用于化學、物理、醫藥、生命科學等領域。
當用單色光照射透明樣品是，大部分光透過而小部分會被樣品在各個方向上散射。這些光的散射又分為瑞利散射和拉曼散射兩種。
2.1瑞利散射和拉曼散射
若光子和樣品分子發生彈性碰撞，即光子和分子之間沒有能量交換，即光子的能量保持不變，散射光能量和入射光能量相同，但方向可以改變。這種光的彈性碰撞，叫做瑞利散射。當光子和樣品分子發生非彈性碰撞時，散射光能量和入射光能量大小不同，光的頻率和方向都有所改變，這種光的散射成為拉曼散射。其散射光的強度約占總散射光強度的10-6～10-10。拉曼散射的產生原因是光子與分子之間發生了能量交換，改變了光子的能量。
2.2拉曼散射的產生
拉曼散射的產生可以從光子和樣品分子作用時光子發生能級躍遷來解釋。樣品分子處于電子能級和振動能級的基態，入射光子的能量遠大于振動能級躍遷所需要的能量，但又不足以將分子激發到電子能級激發態。樣品分子在吸收了光子后，被激發到較高的不穩定的能態（虛態）。
DE=h(n0 - Dn)，產生stokes線，強，基態分子多；
DE=h(n0 + Dn)，產生anti-stokes線，弱，因為Stokes線強于Anti-stokes線，在一般拉曼光譜圖中只有Stokes線。
2.3拉曼位移
Stokes與Anti-stokes散射光的頻率與激發光之間頻率的差值ΔV稱為拉曼位移。一般stokes散射光比anti-stokes散射光強度大得多，故在拉曼光譜分析中通常測定stokes散射光線。對同一物質，拉曼位移與入射光頻率無關，取決于分子振動能級的變化，不同的化學鍵或基態有不同的振動方式，決定了其能級間的能量變化，與之對應的拉曼位移是特征的。這是拉曼光譜進行分子結構定性分析的理論依據。
由散射光相對于入射光頻率位移與散射光強度形成的光譜稱為拉曼光譜（RS）。而拉曼光譜儀一般由光源、外光路、色散系統、及信息處理與顯示系統五部分組成。其儀器機構如下圖所示：
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