Дослідження фізичних властивостях молекул. Молекул мають набагато багатший різних фізичних і хімічних властивостей, ніж окремих атомів. Це пояснюється в першу чергу більше складності молекулярна структура, порівняно з що установчі атомів. Молекули також мають додаткові енергії режими, тому що вони можуть вібрувати; установчі ядер коливатися про свої позиції рівноваги і поворот, коли безперешкодно. Цих режимів дати зростання спектроскопічні додаткові властивості, порівняно з тих з атома; молекулярної спектроскопії в оптичного, інфрачервоними та мікрохвильовими є одним фізичної хімік найбільш потужних засобів виявлення і розуміння молекулярної структури. Молекулярної спектроскопії також дав зростання швидко зростаючої галузі молекулярної астрономії.