利用电磁波的不同波段与物质的分子、电子和原子核的特定运动方式和能量状态有关的特点，以辨认生物活性物质，了解其结构的有序性和组分的运动方式、代谢过程及能量状态，以至直接观测活体的一种技术。根据物质对特定波段电磁波反应方式的不同，又可分为吸收光谱技术、反射光谱技术（荧光和磷光）、振动光谱技术（红外与拉曼光谱技术）、旋光色散与圆二色技术、核磁共振技术、电子自旋共振技术和穆斯堡尔谱技术等。