当物质受到光照射时，会发生散射现象。产生的散射光大部分是与照射光波长相同的瑞利散射光，但也包括一些波长与照射光稍有不同的散射光，这种散射光称为拉曼散射光。
拉曼散射光有两种类型：斯托克斯散射光，其波长比照射光的波长更长，反斯托克斯散射光，其波长较短。一般拉曼显微镜测量的是斯托克斯散射光，其更强马苏。
拉曼散射光是照射光与材料相互作用的结果，瑞利散射光和拉曼散射光之间的波长差对应于照射材料中分子振动的能量。此时，已知引起拉曼散射的**分子振动是拉曼活性振动模式，并且可以从分子结构推断和模拟拉曼活性振动模式。
红外分光光度计是一种类似的利用分子振动的分析设备，但可测量的分子振动存在差异，使它们成为互补的分析设备。
由于分子振动的能量根据分子的类型和键合状态而不同，因此可以获得不同的拉曼光谱。通过将拉曼光谱的峰位置和相对峰强度与已知物质进行比较，可以识别物质。它也经常用于定性分析，具有以下解释：
-
峰值位置
化学键信息
-
峰移
有关分子间相互作用、应力和应变的信息
-
频谱波形
分子结构信息、晶体结构差异
-
半宽
结晶和非晶的区别
利用光谱强度与浓度成正比的事实也可以进行定量分析。