O estudo da interação entre matéria e radiação. Uma vez que os níveis de energia em todos os átomos e moléculas são discretos (quantizada), a absorção ou emissão de radiação ocorre em energias distintas (frequências), características de um determinado produto químico. a energia níveis analisados podem ser rotatórios (região de microondas), vibracional (região do infravermelho), ou eletrônico (visível ou ultravioleta). Em espectroscopia de massa, as moléculas são ionizadas e as massas diferentes, selecionadas pelo usam de um elétrico ou campo magnético. Muitas técnicas espectroscópicas têm sido usadas para identificar moléculas ou átomos na atmosfera.