Il differenza fondamentale tra la transizione elettronica rotazionale e vibrazionale è che le transizioni elettroniche si verificano tra diversi stati elettronici mentre le transizioni rotazionali si verificano nello stesso stato vibrazionale e le transizioni vibrazionali si verificano nello stesso stato elettronico.
Le transizioni elettroniche, rotazionali e vibrazionali possono essere descritte come proprietà delle molecole. Possiamo indagare la struttura molecolare come studio parallelo alla struttura atomica utilizzando i metodi della meccanica quantistica e le informazioni ottenute dagli spettri molecolari. Gli spettri molecolari più comuni includono transizioni elettroniche, rotazionali e vibrazionali.