第一个（近）红外光谱是由Abney和Festing在1881年使用照相板测量的。他们不仅产生了第一光谱，而且还正确地暗示了吸收与所研究液体的化学组成有关。红外光谱学最重要的开拓者是威廉·W·科布伦茨。1905年，他发表了对化合物的大规模研究的结果，他记录了从1000 nm到16,000 nm的光谱。Coblentz的工作是一项突破，因为研究人员能够将分子内原子组的特征与中红外（2500–50,000 nm）的特定吸收相关。这些吸收是与与基团原子相关的化学键的基本振动相互作用的结果。我们可以将化学键看作是将两个或多个原子结合在一起的弱弹簧，这些弹簧将自然振动，当向系统中添加能量时，它们将更剧烈地振动。但是，分子中的原子受到量子力学的约束，因此只允许几个特定的能级。如果我们只有两个原子，那么唯一的振动将被视为伸展。当涉及三个或更多原子时，键也可能弯曲，从而引起一系列不同的振动。拉伸振动比弯曲振动需要更多的能量，但是弯曲振动的能量要求也会有所变化。不同的化学键（如OH，CH和NH）强度不同，因此，键振动从一个水平移动到另一个水平所需的能量数量也不同。能量的这种变化在光谱中将被视为在不同波长下的一系列吸收。通过观察光谱，我们可以推断出正在发生的振动，从而算出分子（或存在的原子团）的结构。
中红外光谱非常有用的特性之一是，从8500 nm到12,500 nm的区域对于所测量的分子而言非常具有特征性，该区域被称为“指纹”区域，因为它可用于确认身份。许多纯物质。尽管中红外光谱学的研究继续增长，尤其是在第二次世界大战之后，但近红外光谱的兴趣扩展到对水，一些简单的有机化合物以及对特定蛋白质的研究很少的定量测量。没有人认为它对表征样品有用，并且认为它太复杂而无法用于定量分析。
