分子光谱系由分子中的电子跃迁、振动跃迁、及转动跃迁辐射所形成。这些跃迁并非互不相干，而是由于相互作用形成复合光谱。其形成的原因乃是由于各种不同的角动量耦合(coupling)结果所致。若能将此复杂的光谱分析清楚，吾人将可获知分子的大小、键的强弱、分子在不同状态时的位能曲线等。分子光谱由电子跃迁所形成者，亦称电子光谱(electronic spectrum)；由振动跃迁所形成者，称振动光谱(vibrational spectrum)；由转动跃迁所形成者，称转动光谱(rotational spectrum)；振动与转动混合者，称振动—转动光谱(vibration-rotation spectrum)。