顯微拉曼光譜儀采用激光作為單色光源，將樣品分子激發到某一虛態，隨后受激分子弛豫躍遷到一個與基態不同的振動能級，此時，散射輻射的頻率將與入射頻率不同。這種頻率變化與基態和終態的振動能級差相當。這種“非彈性散射”光就稱之為拉曼散射。頻率不變的散射稱為彈性散射，即所謂瑞利散射。如果產生的拉曼散射頻率低于入射頻率，則稱之為斯托克斯散射。反之，則稱之為反斯托克斯散射。絕大多數的研究工作主要關注斯托克斯散射。