Elektromanyetik (EM) radyasyon, yolundaki maddeyle etkileşime girebilen bir ortamda yayılan salınımlı bir elektrik ve manyetik alan olarak düşünülebilir. Radyasyondaki elektrik alanı, maddedeki atomlar veya moleküllerdeki elektrik yükleriyle etkileşime girebilir. Öte yandan, manyetik alan atom çekirdeğindeki manyetik alanla etkileşime girebilir. Elektromanyetik radyasyon ile madde arasındaki etkileşimin incelenmesine spektroskopi denir. Spektroskopi, EM radyasyonunun maddeyle nasıl etkileşime girdiğinin incelenmesidir ve öncelikle maddelerin ışığı nasıl emdiği ve yaydığına odaklanır. Bu süreç, söz konusu maddenin atomik ve moleküler yapısı hakkında benzersiz bilgiler ortaya çıkararak kimyasal bileşimi ve özellikleri hakkında fikir verir.

EM radyasyonu aynı anda hem bir dalga hem de bir parçacık olarak düşünülebilir. Yoğunluk (I) ve genlik (A) gibi bir dalganın özellikleriyle karakterize edilebilir. Ancak, maddeyle etkileşimleri genellikle temel parçacıklar olan fotonlar açısından düşünülür. Yoğunluk (veya ışınım şiddeti), belirli bir zaman aralığında belirli bir madde alanına çarpan foton sayısıdır. Dalganın genliği, dalganın tepe noktası ile dalganın denge noktası arasındaki mesafedir. Radyasyonun yoğunluğu, genliğinin karesiyle doğru orantılıdır.

EM radyasyonu, herhangi bir etkileşim olmadan maddeden iletilebilir. Bu durumda, maddeye giren ve maddeden çıkan radyasyonun yoğunluğu ve enerjisi aynı olacaktır. EM radyasyonu ile madde arasındaki etkileşim farklı şekillerde meydana gelebilir. Bazı durumlarda, iletim meydana gelir ve radyasyonun maddeden değişmeden geçmesine, çıkışta aynı yoğunluk ve enerji seviyelerini korumasına izin verir. Yansıma ve saçılma, radyasyonun kaynağına geri yönlendirildiği veya rastgele dağıldığı diğer etkileşim türleridir; enerji değişmeden kalabilir (elastik) veya değişebilir (elastik olmayan). Bir diğer önemli etkileşim ise, maddenin radyasyondan enerji aldığı ve iletilen radyasyonun yoğunluğunun azalmasına neden olan emilimdir. Emisyon, emilen enerjinin daha sonra madde tarafından, genellikle farklı dalga boylarında ışık olarak serbest bırakılmasıyla meydana gelir.

Bu tür etkileşimleri analiz etmek için araştırma ve endüstride kızılötesi (IR) spektroskopisi, ultraviyole-görünür (UV-Vis) spektroskopisi, nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisi ve kütle spektrometresi (MS) dahil olmak üzere çeşitli spektroskopik teknikler kullanılır. Her teknik, moleküler yapıya benzersiz bir pencere sunarak bileşiklerin kesin olarak tanımlanmasını ve karmaşık kimyasal sistemlerin ayrıntılı analizini sağlar.