第一個（近）紅外光譜是由Abney和Festing在1881年使用照相板測量的。他們不僅產生了第一光譜，而且還正確地暗示了吸收與所研究液體的化學組成有關。紅外光譜學最重要的開拓者是威廉·W·科布倫茨。1905年，他發表了對化合物的大規模研究的結果，他記錄了從1000 nm到16,000 nm的光譜。Coblentz的工作是一項突破，因為研究人員能夠將分子內原子組的特征與中紅外（2500–50,000 nm）的特定吸收相關。這些吸收是與與基團原子相關的化學鍵的基本振動相互作用的結果。我們可以將化學鍵看作是將兩個或多個原子結合在一起的弱彈簧，這些彈簧將自然振動，當向系統中添加能量時，它們將更劇烈地振動。但是，分子中的原子受到量子力學的約束，因此只允許幾個特定的能級。如果我們只有兩個原子，那么唯一的振動將被視為伸展。當涉及三個或更多原子時，鍵也可能彎曲，從而引起一系列不同的振動。拉伸振動比彎曲振動需要更多的能量，但是彎曲振動的能量要求也會有所變化。不同的化學鍵（如OH，CH和NH）強度不同，因此，鍵振動從一個水平移動到另一個水平所需的能量數量也不同。能量的這種變化在光譜中將被視為在不同波長下的一系列吸收。通過觀察光譜，我們可以推斷出正在發生的振動，從而算出分子（或存在的原子團）的結構。

中紅外光譜非常有用的特性之一是，從8500 nm到12,500 nm的區域對于所測量的分子而言非常具有特征性，該區域被稱為“指紋”區域，因為它可用于確認身份。許多純物質。盡管中紅外光譜學的研究繼續增長，尤其是在第二次世界大戰之后，但近紅外光譜的興趣擴展到對水，一些簡單的有機化合物以及對特定蛋白質的研究很少的定量測量。沒有人認為它對表征樣品有用，并且認為它太復雜而無法用于定量分析。