Один з методів дослідження молекул - це спектроскопія. Спектроскопія дозволяє аналізувати взаємодію молекул з електромагнітним випромінюванням, таким як світло. Збурення молекул світлом може викликати зміну їх енергетичного стану і виділення конкретних спектральних ліній. Ці спектральні лінії можуть бути інтерпретовані як результат вібрацій, обертань або інших рухів атомів у молекулі. Таким чином, за допомогою спектроскопії можна довести, що молекули складаються з атомів.