Le rayonnement électromagnétique (EM) peut être considéré comme un champ électrique et magnétique oscillant se propageant dans un milieu qui peut interagir avec la matière sur son passage. Le champ électrique du rayonnement peut interagir avec les charges électriques des atomes ou des molécules de la matière. D'autre part, le champ magnétique peut interagir avec celui du noyau atomique. L'étude de l'interaction entre le rayonnement électromagnétique et la matière est appelée spectroscopie. La spectroscopie est l'étude de la façon dont le rayonnement électromagnétique interagit avec la matière, en se concentrant principalement sur la façon dont les substances absorbent et émettent de la lumière. Ce processus révèle des informations uniques sur la structure atomique et moléculaire de la matière concernée, offrant un aperçu de sa composition chimique et de ses propriétés.

Le rayonnement électromagnétique peut être considéré à la fois comme une onde et une particule. Il peut être caractérisé par les propriétés d'une onde, telles que l'intensité (I) et l'amplitude (A). Cependant, ses interactions avec la matière sont souvent considérées en termes de photons, qui sont des particules élémentaires. L'intensité (ou irradiance) est le nombre de photons frappant une zone de matière donnée pendant un intervalle de temps particulier. L'amplitude de l'onde est la distance entre le pic de l'onde et le point d'équilibre de l'onde. L'intensité du rayonnement est directement proportionnelle au carré de son amplitude.

Le rayonnement électromagnétique peut être transmis à travers la matière sans aucune interaction. Dans ce cas, l'intensité et l'énergie du rayonnement entrant dans la matière et sortant de la matière seront les mêmes. L'interaction entre le rayonnement électromagnétique et la matière peut se produire de différentes manières. Dans certains cas, la transmission se produit, permettant au rayonnement de traverser la matière sans altération, en conservant les mêmes niveaux d'intensité et d'énergie à la sortie. La réflexion et la diffusion sont d'autres types d'interaction où le rayonnement est dirigé vers sa source ou dispersé de manière aléatoire ; l'énergie peut rester inchangée (élastique) ou varier (inélastique). Une autre interaction importante est l'absorption, où la matière absorbe l'énergie du rayonnement, ce qui entraîne une réduction de l'intensité du rayonnement transmis. L'émission se produit lorsque l'énergie absorbée est ensuite libérée par la substance, souvent sous forme de lumière à différentes longueurs d'onde.

Pour analyser ces interactions, diverses techniques spectroscopiques sont utilisées dans la recherche et l'industrie, notamment la spectroscopie infrarouge (IR), la spectroscopie ultraviolette-visible (UV-Visible), la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN) et la spectrométrie de masse (MS). Chaque technique offre une fenêtre unique sur la structure moléculaire, permettant une identification précise des composés et une analyse détaillée des systèmes chimiques complexes.