分子的物理性能的研究。拥有更远丰富多样的物理、 化学性能比孤立的原子的分子。这是主要原因是更大的分子的结构，为组成原子的复杂性。分子还具备额外能源模式，因为他们可以震动 ； 组成原子核就是关于它们的平衡位置振荡和时不受阻碍地旋转。这些模式，使产生额外的光谱性质，为那些的原子 ； 分子光谱中的光学、 红外和微波地区是识别和理解分子的结构的物理化学家最强大手段之一。分子光谱学也引起了分子天文学领域迅速增长。