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红外光谱学（英语：Infrared spectroscopy）是光谱学中研究电磁光谱红外部分的分支。它包括了许多技术，到目前为止最常用的是吸收光谱学。同所有的分光镜技术一样，它可以被用来鉴别一种化合物和研究样品的成分。红外光谱学相关表见于文献，方便查找。

背景资料

红外光谱区是指波长在 0.8～1000 μm 范围内的电磁辐射区，习惯上再细分为近红外区（泛频区，0.8～2.5 μm，波数：14000–4000 cm⁻¹）、中红外区（基本振动区，2.5～30 μm，4000–400 cm⁻¹）和远红外区（转动区，30～1000 μm，400–10 cm⁻¹）三个区域，其中中红外区是应用最多的区域。

理论

电磁光谱的红外部分根据其同可见光谱的关系，可分为近红外光、中红外光和远红外光。远红外光（大约400-10 cm^-1）同微波毗邻，能量低，可以用于旋转光谱学。中红外光（大约4000-400 cm^-1）可以用来研究基础振动和相关的旋转-振动结构。更高能量的近红外光（14000-4000 cm^-1）可以激发泛音和谐波振动。
红外光谱法的工作原理是由于振动能级不同，化学键具有不同的频率。共振频率或者振动频率取决于分子等势面的形状、原子质量、和最终的相关振动耦合。为使分子的振动模式在红外活跃，必须存在永久双极子的改变。具体的，在波恩-奥本海默和谐振子近似中，例如，当对应于电子基态的分子哈密顿量能被分子几何结构的平衡态附近的谐振子近似时，分子电子能量基态的势面决定的固有振荡模，决定了共振频率。然而，共振频率经过一次近似后同键的强度和键两头的原子质量联系起来。这样，振动频率可以和特定的键型联系起来。
简单的双原子分子只有一种键，那就是伸缩。更复杂的分子可能会有许多键，并且振动可能会共轭出现，导致某种特征频率的红外吸收可以和化学组联系起来。常在有机化合物中发现的CH₂组，可以以 “对称和非对称伸缩”、“剪刀式摆动”、“左右摇摆”、“上下摇摆”和“扭摆”六种方式振动（见下图）。