يمكن اعتبار الإشعاع الكهرومغناطيسي مجالاً كهربائياً ومغناطيسياً متذبذباً ينتشرعبروسط يمكنه التفاعل مع مادة في طريقه. يمكن للمجال الكهربائي في الإشعاع أن يتفاعل مع الشحنات الكهربائية للذرات أو الجزيئات التى في المادة. من ناحية أخرى، يمكن للمجال المغناطيسي أن يتفاعل مع المجال المغناطيسي لنواة الذرة. تسمى دراسة التفاعل بين الإشعاع الكهرومغناطيسي والمادة بالتحليل الطيفي. التحليل الطيفي هو دراسة كيفية تفاعل الإشعاع الكهرومغناطيسي مع المادة، مع التركيز بشكل أساسي على كيفية امتصاص واشعاع المواد للضوء. تعطي هذه العملية معلومات متفردة حول البنية الذرية والجزيئية للمادة المعنية، مما يوفر نظرة ثاقبة لتركيبها الكيميائي وخصائصها.

يمكن اعتبار الإشعاع الكهرومغناطيسي بمثابة موجة وجسيم في وقت واحد. يمكن التعبير عنه بخصائص الموجة، مثل الشدة (I) والسعة (A). ومع ذلك، غالبًا ما يُنظر إلى تفاعلاته مع المادة على انه فوتونات، وهي جسيمات أولية. الشدة (أو الإشعاع) هي عدد الفوتونات التي تضرب مساحة محددة من المادة خلال فترة زمنية معينة. سعة الموجة هي المسافة بين فمة الموجة ونقطة توازن الموجة. شدة الإشعاع تتناسب طرديًا مع مربع سعتها.

يمكن أن ينتقل الإشعاع الكهرومغناطيسي خلال المادة دون أي تفاعل. في هذه الحالة، تكون شدة وطاقة الإشعاع الداخل إلى المادة والخارج منها متماثلتين. يمكن أن يحدث التفاعل بين الإشعاع الكهرومغناطيسي والمادة بطرق مختلفة. في بعض الحالات، ينتقل الاشعاع خلال المادة دون تغيير، مع الحفاظ على نفس مستويات الشدة والطاقة عند الخروج. الانعكاس والتشتت هما نوعان آخران من التفاعل حيث يتم ينعكس الإشعاع مرة أخرى إلى مصدره أو يشتت بشكل عشوائي؛ قد تظل الطاقة دون تغيير (مرنة) أو قد تختلف (غير مرنة). هناك تفاعل مهم آخر وهو الامتصاص، حيث تمتص المادة الطاقة من الإشعاع، مما يؤدي إلى تقليل شدة الإشعاع المنقول. يحدث الانبعاث عندما يتم إطلاق الطاقة الممتصة لاحقًا بواسطة المادة، غالبًا على شكل ضوء بأطوال موجية مختلفة.

لتحليل مثل هذه التفاعلات، تُستخدم تقنيات طيفية مختلفة في البحث والصناعة، بما في ذلك مطيافية الأشعة تحت الحمراء (IR)، ومطيافية الأشعة فوق البنفسجية و المرئية (UV-Vis)، ومطيافية الرنين النووي المغناطيسي (NMR)، ومطيافية الكتلة (MS). توفر كل تقنية رؤية متفردة للبنية الجزيئية، مما يتيح التعرف الدقيق على المركبات والتحليل التفصيلي للأنظمة الكيميائية المعقدة.