物質にレーザー光などの単色光（振動数ν0）を照射した場合、 その物質から散乱されてくる光には照射光と同じ振動数ν0の光（レイリー散乱光）と、 振動数がν0±νRの非常に弱い光（ラマン散乱光）が観測されます。

ラマン散乱光のうちν0+νR　をアンチストークス線、 ν0-νR　をストークス散乱と呼びます。 ラマン散乱光は、その物質を構成する分子の振動、回転、伸縮に伴い分極率が変化するとき、 ある決まった波数だけ入射光よりずれて現れます。この波数値をラマンシフトといいこれを測定します。 ラマンスペクトルはその分子に特有ですので物質の同定が可能です。