红外光谱仪与其它多种测试手段联用衍生出许多新的分子光谱领域，例如，色谱技术与光谱仪联合为深化认识复杂的混合物体系中各种组份的化学结构创造了机会；把光谱仪与显微镜方法结合起来，形成红外成像技术，用于研究非均相体系的形态结构，由于红外光谱能利用其特征谱带有效地区分不同化合物，这使得该方法具有其它方法难以匹敌的化学反差。
红外光谱仪是通过物质的红外辐射透射比的仪器。所得到的谱图，称为红外光谱图。分子的振动－转动光谱主要在红外波段，利用红外光谱方法可测定分子的键长、键角，并由此推测分子的立体构型。根据所得的力常数可推知化学键的强弱，由简正频率计算热力学函数等。但是，红外光谱广泛的应用还在于对化学组成的分析，依照特征吸收峰的强度测定混合物中各组分的含量。红外光谱是*的一种重要分析工具。
红外光谱仪由于分子内和分子间相互作用，有机官能团的特征频率会由于官能团所处的化学环境不同而发生微细变化，这为研究表征分子内、分子间相互作用创造了条件。分子在低波数区的许多简正振动往往涉及分子中全部原子，不同的分子的振动方式彼此不同，这使得红外光谱具有像指纹一样高度的特征性，称为指纹区。利用这一特点，人们采集了成千上万种已知化合物的红外光谱，并把它们存入计算机中，编成红外光谱标准谱图库。
