Hovedforskjellen mellom atomspektroskopi og molekylær spektroskopi er at atomspektroskopi refererer til studiet av elektromagnetisk stråling absorbert og emittert av atomer, mens molekylær spektroskopi refererer til studiet av elektromagnetisk stråling absorbert og emittert av molekyler.
En elektromagnetisk bølge består av et elektrisk felt og magnetfelt som svinger vinkelrett på hverandre. Dermed er hele spekteret av bølgelengder for elektromagnetisk stråling det vi kaller det elektromagnetiske spekteret. I spektroskopieksperimenter bruker vi elektromagnetisk stråling med spesifikke bølgelengder for å analysere en prøve. Der lar vi den elektromagnetiske strålingen passere gjennom prøven vår som inneholder de kjemiske artene av interesse.