La espectroscopia de infrarrojo es una técnica analítica que se utiliza para identificar moléculas por medio del análisis de la vibración de sus enlaces causada por una onda en la banda infrarroja del espectro electromagnético. Cada enlace químico de una molécula vibra a una frecuencia característica y para muchas, ésta se encuentra en la banda de infrarrojo. Cuando a una molécula llega una onda de cierta frecuencia (característica del enlace), pasa de su estado fundamental a un estado excitado (los enlaces vibran, cada uno con su frecuencia característica), absorbiendo la onda de dicha frecuencia. Por lo tanto, si se analiza la luz infrarroja que ha atravesado (o se ha reflejado) en una sustancia, faltarán las frecuencias correspondientes a los enlaces que las han absorbido.
En un espectro de infrarrojo, en abscisas hay una escala de frecuencias expresada en número de onda, y en ordenadas el porcentaje de transmitancia (la relación entre el flujo radiante que ha atravesado la muestra y el incidente) o absorbancia. De modo que si un material fuese totalmente transparente a la radiación infrarroja, su espectro se mostraría como una línea paralela al eje de abscisas. En cambio, en el caso de un material que no sea completamente transparente, se pondrán de manifiesto las absorciones y las transiciones de las bandas de energía usadas en las vibraciones de los enlaces. En este caso, el espectro se caracterizará por una serie de picos de diferentes alturas que corresponden a cada una de las transiciones de los enlaces de las moléculas que forman la muestra.
La espectroscopia de infrarrojo es particularmente útil para la determinación de grupos funcionales de compuestos orgánicos (y también inorgánicos), de forma que se puede utilizar para determinar los compuestos que forman los pigmentos, así como para evaluar la presencia de aglutinantes o recubrimientos de naturaleza orgánica que no pueden ser detectados por otras técnicas, tanto en pintura como en materiales de construcción (morteros, acabados, etc.) u otros casos de diferentes materiales.