Le phénomène d'absorption repose sur l'interaction entre un rayonnement électromagnétique et les électrons d'une molécule. Lors de l'absorption par l’échantillon d’un faisceau lumineux, les radiations induisent des transitions électroniques, c’est-à-dire le passage d'un électron de valence d'un niveau fondamental vers un niveau excité (Diagramme de Perrin-Jablonski).

L'onde électromagnétique est caractérisée par son énergie ou sa longueur d'après la relation: E = hc/λ
avec :
h = 6,62.10^-34 J.s (constante de Planck)
c = 3.10⁸ m/s (vitesse de la lumière)
λ = longueur d'onde (en nm)

Les niveaux électroniques d'une molécule étant quantifiés, la condition pour que l'absorption ait lieu est donnée par la relation : ΔE = E_{niveau excité} – E_{niveau fondamental}
C’est-à-dire que l'énergie du rayonnement lumineux doit être supérieure ou égale à la différence d'énergie entre le niveau fondamental et le niveau excité.
L'énergie des orbitales moléculaires est propre à chaque groupement ou fonction chimique, la longueur d’onde d’absorption est donc corrélée à la nature des liaisons chimiques.

Diagramme de Perrin-Jablonski