原理
振動自由度分子的運動由平動、轉動和振動三部分組成。平動可視為分子的質心在空間的位置變化，轉動可視為分子在空間取向的變化，振動則可看成分子在其質心和空間取向不變時，分子中原子相對位置的變化。對於一個原子數為 N 的分子來說， 總共具有 3N個運動自由度， 需要3個空間坐標來確定這個分子質心的位置，如果這個分子是非直線的，則需要3個坐標來確定分子在空間的取向；如果是直線分子，2個坐標就可以確定分子在空間的取向。因此需要6個坐標確定非線性分子的平動和轉動自由度，5個坐標確定線性分子的平動和轉動自由度。在確定分子的平動和轉動自由度數量後，剩下的就是分子的振動自由度。從以上的討論可以看出，一個非線性（非直線）分子具有 3N-6 個振動自由度，線性（直線）分子具有 3N-5 個振動自由度。每個振動自由度代表一種獨立的振動方式，稱為簡正模式（normal modal）。在簡正模式中，分子的質心和空間取向保持不變，每個原子以相同的頻率在平衡位置附近振動，同時通過平衡點。間歇振動模式是分子最基本的振動方式。多原子分子的振動
外在表現
分子的振動自由度可以通過紅外光譜的吸收峰來體現。從原則上講，每一個振動自由度相當於紅外區的一個吸收峰，但實際的紅外吸收峰的數目常少于振動自由度的數目。這是因為：不伴隨偶極變化的振動沒有紅外吸收峰；振動頻率相同的不同振動形式會發生簡併；解析度不高的儀器很難將頻率接近的吸收峰分開；
靈敏度不夠的儀器檢測不出弱的吸收峰。
