由于分子内部运动状态发生变化而产生的发射光谱或吸收光谱。分子一般由几个原子核和电子组成；分子的运动除核外电子的运动外，还有原子核之间的振动和整个分子的转动。分子光谱有下面三种类型：(1)转动光谱。纯粹由分子转动能级间的跃迁产生。这部分光谱一般位于波长较长的远红外和微波区域。(2)振动光谱。由分子的振动能级间的跃迁产生。这部分光谱位于近红外区域。由于转动状态也随着发生变化，所以有较多较密的谱线，故又称“振转光谱”。(3)分子电子光谱。主要由电子在不同能级间的跃迁产生。这部分光谱位于可见及紫外区域。同时，能量较小的振动与转动状态也随着发生变化，所以产生若干组由密集谱线形成的光带（带光谱）。可用分子光谱来研究分子结构和进行化合物的化学分析。
