紅外光譜儀與其它多種測試手段聯用衍生出許多新的分子光譜領域，例如，色譜技術與光譜儀聯合為深化認識復雜的混合物體系中各種組份的化學結構創造了機會；把光譜儀與顯微鏡方法結合起來，形成紅外成像技術，用于研究非均相體系的形態結構，由于紅外光譜能利用其特征譜帶有效地區分不同化合物，這使得該方法具有其它方法難以匹敵的化學反差。
紅外光譜儀是通過物質的紅外輻射透射比的儀器。所得到的譜圖，稱為紅外光譜圖。分子的振動－轉動光譜主要在紅外波段，利用紅外光譜方法可測定分子的鍵長、鍵角，并由此推測分子的立體構型。根據所得的力常數可推知化學鍵的強弱，由簡正頻率計算熱力學函數等。但是，紅外光譜廣泛的應用還在于對化學組成的分析，依照特征吸收峰的強度測定混合物中各組分的含量。紅外光譜是*的一種重要分析工具。
紅外光譜儀由于分子內和分子間相互作用，有機官能團的特征頻率會由于官能團所處的化學環境不同而發生微細變化，這為研究表征分子內、分子間相互作用創造了條件。分子在低波數區的許多簡正振動往往涉及分子中全部原子，不同的分子的振動方式彼此不同，這使得紅外光譜具有像指紋一樣高度的特征性，稱為指紋區。利用這一特點，人們采集了成千上萬種已知化合物的紅外光譜，并把它們存入計算機中，編成紅外光譜標準譜圖庫。
