振動準位は、分子の重心の移動を伴わず、核の相対的な位置の変位にともなう運動を表す量子状態である。分子内において核は、結合する隣接核と結合エネルギーに相当するポテンシャルの井戸を形成し、お互いばねで結ばれた様な状態にあるために、上記のような運動は振動運動によって記述される。振動準位間の遷移は振動遷移と呼ばれ、主に赤外分光法またはラマン分光法によって観測される。