La spettrofotometria è la misurazione quantitativa dell'assorbimento, della riflessione, della diffrazione o della trasmissione di radiazioni elettromagnetiche attraverso un materiale in funzione dell'intensità e della lunghezza d'onda della radiazione. Uno spettrofotometro è un dispositivo utilizzato per misurare la variazione dell'intensità della radiazione causata dalla sua interazione con il materiale.

I componenti essenziali di uno spettrofotometro includono una sorgente di radiazione elettromagnetica, una cella per posizionare un materiale da analizzare e un rilevatore per misurare l'intensità della radiazione incidente proveniente dalla sorgente e la radiazione in uscita dal materiale (radiazione trasmessa, riflessa o diffratta). La differenza tra le intensità della radiazione incidente e della radiazione trasmessa che raggiunge il rivelatore viene utilizzata per calcolare l'intensità della radiazione assorbita dal materiale. Il campione viene esposto a radiazioni di diverse lunghezze d'onda, spesso una alla volta. Lo spettrometro fornisce una serie di dati con dettagli di assorbimento per ogni tentativo, un processo noto come scansione. Poiché i livelli di energia del materiale sono finiti, l'assorbimento avviene solo a lunghezze d'onda specifiche.

Il grafico della radiazione assorbita rispetto alla lunghezza d'onda corrispondente è noto come spettro di assorbimento. Allo stesso modo, i grafici della radiazione riflessa, diffratta e trasmessa in funzione della lunghezza d'onda sono rispettivamente gli spettri di riflessione, diffrazione e trasmissione. Questi spettri forniscono informazioni sulla lunghezza d'onda specifica alla quale avviene l'interazione tra il materiale e la radiazione.

L'intervallo di lunghezza d'onda della radiazione determina il tipo di transizione che avviene nel materiale. Ad esempio, gli spettri UV-vis mostrano l'assorbimento della radiazione UV-vis da parte del materiale. La radiazione assorbita provoca un'eccitazione elettronica nel materiale. Al contrario, gli spettri infrarossi mostrano l'eccitazione dei livelli vibrazionali di un legame specifico nel materiale. La lunghezza d'onda di assorbimento specifica descrive la struttura chimica della molecola all'interno di un intervallo di lunghezze d'onda. Ad esempio, la lunghezza d'onda specifica della radiazione infrarossa assorbita da un legame idrossilico in una molecola è diversa dalla lunghezza d'onda della radiazione assorbita dal legame carbonilico. Quindi, gli spettri infrarossi possono essere utilizzati per identificare gruppi funzionali nel materiale.

A differenza di altri metodi di caratterizzazione chimica come la titolazione, la spettroscopia è una tecnica di caratterizzazione non distruttiva e il materiale campione può essere recuperato dopo l'analisi.