分子中包含原子和電子，分子、原子和電子都是具有能量且運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)。

　　分子內(nèi)有三種形式的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)能量：電子的運(yùn)動(dòng)能量Ee 、原子的運(yùn)動(dòng)能量Ev以及分子的轉(zhuǎn)動(dòng)能量Ej，則分子能量的總和E為

　　當(dāng)一定頻率的光穿過待測氣體時(shí)，待測氣體中的分子吸收一個(gè)具有一定能量的光量子，完成較低能級基態(tài) E1到較高能級基態(tài) E2的躍遷，被吸收光子的能量必須與分子躍遷前后的能量差完全相等，否則不能被吸收。

　　不同的分子受到輻射時(shí)有著不同的振動(dòng)方式， 所以結(jié)構(gòu)不同的兩種物質(zhì)必然會有兩種不同的吸收光譜。圖1是根據(jù)HITRAN數(shù)據(jù)庫模擬的幾種常見氣體分子的吸收譜線。