Można tu badać zarówno widma promieniowania powodującego niszczenie po jego przejściu przez substancję, jak i widma produktów rozpadu. Spektroskopia absorpcyjna polega na analizie widma powstającego po przejściu promieniowania przez warstwę badanej substancji. ESA – Absorpcja ze stanów wzbudzonych Spektroskopia emisyjna, w której bada się widma, emitowane przez badaną substancję po poddaniu jej działaniu określonego bodźca fizycznego (np. podgrzaniu) lub widma emitowane spontanicznie. Spektroskopia odbiciowa – w jej ramach badane są widma, które powstały w wyniku odbicia promieniowania od powierzchni analizowanej substancji. Spektroskopia rozproszeniowa – odmiana spektroskopii odbiciowej polegająca na badaniu widma powstałego w wyniku rozpraszania promieniowania przechodzącego przez gazowe lub cieczowe zawiesiny analizowanej substancji.
Łącząc różne rodzaje promieniowania z różnymi sposobami jego oddziaływania z badaną próbką otrzymuje się rozmaite techniki spektroskopowe. Zróżnicowane techniki spektroskopowe dają możliwość uzyskania różnorodnych informacji o badanej substancji – od jej składu atomowego, przez budowę chemiczną, aż po strukturę jej powierzchni.