分子是化學中具有意義的最小單位，而經由對分子的觀測與瞭解，次微觀的物質世界
方展現其意義。是以在化學領域中一項非常重要的關鍵研究，便在於了解分子之結構
，解析分子中原子間之鍵結情形（如鍵長與鍵角）及相互作用力，分子的空間構型，
或分子内的一些原子間可能形成的氫键。由於化學鍵之旋轉或原子之相對位置，存在
不同的異構物，但是其三維立體結構與分子之功能及活性卻息息相關，是以對分子結
構之研究，其重要性可見一斑。

分子結構可由光譜法解得，目前光譜的方法直接用來決定分子之結構有中子、電子
及X光繞射、微波光譜法、核磁共振法及電子自旋共振法。其他許多光譜法可由電子
態分裂、鍵結數目及分子對稱等間接得知分子之結構；如振動光譜法可由官能基之
特性振動頻率而求得官能基及其結構，電子態光譜法可知道於電子激態時之結構及
位能面，X光電子光譜法及紫外光電子光譜法，分別用來偵測原子之束縛能及游離能
，進而推測分子之結構，質譜儀利用其荷質比及碎片之模式可鑑定分子及其結構。

核磁共振光譜法不僅是合成化學家用來鑑定分子結構之利器，亦被用來解析溶液態
中生物分子之立體結構。

光譜法結合雷射光源，可利用其高能量解析度及高強度之特性，提供了解析複雜分
子、不穩定自由基及錯合物結構之利器。結合分子束之技術可產生低溫下才穩定之
錯合物，或大形分子團簇，並利用振轉低溫環境下簡化光譜，進而解析這些超分子
之結構及其間之凡得瓦吸引力，目前之研究配合量子化學之計算，可解出許多以前
無法處理之錯合物及異構物之結構。利用雷射光源之時間解析度（達5?10飛秒），
解析不穩定態中間物之結構，由此推論反應機構。另一新領域為利用飛秒雷射產生
極短脈衝之電子束，再使用雷射激發-電子束偵測法，測量瞬式中間物之電子繞射
圖譜，直接解出分子結構。 當然，藉由光譜方法的研究，以對分子結構之先行瞭解
，並將此光譜技術與分子結構知識運用於對天文宇宙之探討，並對遙不可及之星雲
、星系等待測目標物體做有規劃之測量，以此獲致天文之重要資訊，不僅繼承傳統
天文研究之基礎，亦是開啟往後天文星系科學發展之鎖鑰。