Kluczowa różnica między spektroskopią atomową a spektroskopią molekularną polega na tym, że spektroskopia atomowa odnosi się do badania promieniowania elektromagnetycznego pochłanianego i emitowanego przez atomy, podczas gdy spektroskopia molekularna dotyczy badania promieniowania elektromagnetycznego pochłanianego i emitowanego przez cząsteczki.
Fala elektromagnetyczna składa się z pola elektrycznego i pola magnetycznego oscylujących prostopadle do siebie. Tak więc pełny zakres długości fal promieniowania elektromagnetycznego nazywamy widmem elektromagnetycznym. W eksperymentach spektroskopowych do analizy próbki wykorzystujemy promieniowanie elektromagnetyczne o określonych długościach fal. Tam przepuszczamy promieniowanie elektromagnetyczne przez naszą próbkę, która zawiera interesujące związki chemiczne.