分子の中で、原子はバネ（化学結合）でつながれた質点系のように振る舞い、固有の振動数で振動している。このような分子内の振動には、結合の長さが伸び縮みする振動（伸縮振動）、結合角が開いたり閉じたりする振動（変角振動）などがある。振動の周期はバネ定数（結合の種類で決まる）と換算質量（構成原子で決まる）が決まれば一定の値となる。つまり、分子によって一定の振動数（固有振動数）の分子内振動を持つことになる。通常の分子では、多くの場合、分子内振動の周期は 7ｘ10-15秒～7ｘ10-13秒 程度であり、これは電磁波では赤外線の振動数に相当する。