طیف سنجی مادون قرمز بر اساس جذب تابش و بررسی جهش‌های ارتعاشی مولکول‌ها و یون‌های چند اتمی صورت می‌گیرد. این روش به عنوان روشی پرقدرت و توسعه یافته برای تعیین ساختار و اندازه‌گیری مواد شیمیائی و خصوصا مولکول های آلی به کار می رود. اساس کار در این روش بر پایه برهمکنش نور با ماده است و عمدتاً این روش برای شناسایی ترکیبات آلی و بدست آوردن اطلاعات در رابطه با ساختمان مولکولی ماده به کار می‌رود، زیرا طیف‌های ترکیبات مختلف معمولاً پیچیده هستند و تعداد زیادی پیک های ماکسیمم و مینیمم دارند که می‌توانند برای اهداف مقایسه‌ایی به کار گرفته شوند. از آنجا که هر پیوند، دارای فرکانس ارتعاش طبیعی خاصی است و نیز چون یک پیوند بخصوص در دو مولکول مختلف در دو محیط متفاوت قرار دارند، بنابراین، هیچگاه دو مولکول با ساختمانهای متفاوت جذب مادون قرمز یا به عبارت بهتر طیف مادون قرمز مشابهی نمی‌دهند. اگرچه ممکن است که بعضی از فرکانسهای جذب شده در دو مولکول مشابه باشند، اما هیچگاه دو مولکول مختلف، طیف مادون قرمز کاملا یکسانی را نخواهند داشت. بنابراین طیف قرمز را می‌توان مانند اثر انگشت در انسان برای شناسایی مولکولها بکار گرفت.

با مقایسه طیف مادون قرمز دو ماده که تصور می‌رود مشابه باشند، می‌توان پی برد که آیا واقعا آنها یکی هستند یا نه. اگر تمام جذبها در طیف دو مولکول بر یکدیگر منطبق شوند، آن وقت به احتمال قریب به یقین دو ماده یکسان هستند. کاربرد دوم طیف مادون قرمز که مهمتر از اولی است، این است که طیف مذکور اطلاعاتی راجع به ساختمان یک مولکول می‌دهد. جذبهای مربوط به هر پیوند (C≡N و C─C و C=O و C─X و O─H و N─H و …) در بخش کوچکی از ناحیه ارتعاشی مادون قرمز یافت می‌شوند.

مزیت ها و معایب تکنیک طیف سنجی مادون قرمز
باید در نظر داشت که با استفاده از  این تکنیک به تنهایی نمی توان ساختمان مولکول را به طور کامل شناسایی کرد و این روش در کنار سایر روش ها می تواند در شناسایی و اندازه گیری دقیق مواد خصوصا مولکول های آلی بسیار مفید باشد. برخی مواد در طیف مادون قرمز جذب ندارند (مواد غیرقطبی) بنابراین این تکنیک برای اینگونه مواد قابل استفاده نیست. منحنی های به دست آمده از این تکنیک گاهی بسیار پیچیده بوده و تفسیر آنها مشکل است در واقع اگر بخواهیم با استفاده از این تکنیک ساختمان مولکولی را شناسایی کنیم مانند اینست که شکل جسمی را از روی سایه آن بخواهیم حدث بزنیم.
یکی از معایب عمده این روش اینست که در نمونه مورد نظر نباید آب وجود داشته باشد، زیرا مولکول آب قطبی بوده و طبیعی است که در طیف مادون قرمز دارای جذب است. لذا آماده سازی نمونه به صورت یک قرص بدون آب نسبتا کار دشواری بوده و مستلزم یک سری مراحل آماده سازی است.
نکته مهم در رابطه با این تکنیک اینست که می توان با این روش مواد را به صورت کیفی مورد آنالیز قرار داده و مواد تشکیل دهنده و ساختمان آنها را در کنار سایر روش ها شناسایی کنیم.
یکی از مزایای عمده این تکنیک این است که از روی منحنی بدست آمده با توجه به شناخت قبلی که در رابطه با منحنی هر گروه عاملی وجود دارد می توان گروه های عاملی مولکول مورد نظر را بررسی نماییم. لذا یکی از کاربردهای این روش در شیمی دنبال کردن واکنش های شیمیایی است. به کمک این روش می توان پی برد در هر مرحله از واکنش چه تغییری در ساختمان مولکولی ماده به وجود آمده است و چه تغییری گروه های عاملی به وجود آمده است. در شکل ذیل حذف گروه عاملی توسط این روش قابل پیگیری است.