Klíčovým rozdílem mezi atomovou spektroskopií a molekulární spektroskopií je to, že atomová spektroskopie se týká studia elektromagnetického záření absorbovaného a emitovaného atomy, zatímco molekulární spektroskopie se týká studia elektromagnetického záření absorbovaného a emitovaného molekulami.
Elektromagnetická vlna se skládá z elektrického pole a magnetického pole oscilujícího kolmo na sebe. Celý rozsah vlnových délek elektromagnetického záření tedy nazýváme elektromagnetické spektrum. Ve spektroskopických experimentech používáme k analýze vzorku elektromagnetické záření specifických vlnových délek. Tam necháme elektromagnetické záření projít naším vzorkem, který obsahuje sledované chemické druhy.