Спектроскопи́я — раздел физики, посвящённый изучению спектров электромагнитного излучения, которые возникают при переходах между энергетическими уровнями в атомах и молекулах, а также образованных из них макроскопических объектах[1]. В более широком смысле в спектроскопии занимаются изучением спектров различных видов излучения.
В зависимости от вида изучаемого спектра — испускания (эмиссионные), поглощения (абсорбционные), отражения, рассеяния и люминесценции — различают соответствующие виды спектроскопии, например, абсорбционная спектроскопия, спектроскопия комбинационного рассеяния, спектроскопия отражения и др.[1].
Одно из важнейших применений спектроскопии — определение элементного и/или молекулярного состава образца вещества. Методы спектроскопии используются также для исследования энергетической структуры атомов, молекул и макроскопических тел, образованных из них. Они применяются при изучении таких макроскопических свойств тел, как температура и плотность, а в аналитической химии — для обнаружения и определения веществ[2].
К преимуществам спектроскопии относится возможность диагностики in situ (в отдельных случаях), то есть непосредственно в «среде обитания» объекта, бесконтактно, дистанционно, без какой-либо специальной подготовки объекта. Поэтому она получила широкое развитие, например, в астрономии.
Прямая задача спектроскопии — предсказание вида спектра вещества, исходя из знаний о его строении, составе и прочего.
Обратная задача спектроскопии — определение характеристик вещества (не являющихся непосредственно наблюдаемыми величинами) по свойствам его спектров (которые наблюдаются непосредственно и напрямую зависят как от определяемых характеристик, так и от внешних факторов).