Из - за нерезонансных свойств молекулярных колебаний спектр ближнего инфракрасного излучения в основном возникает при переходе молекулярной вибрации от основного состояния к высокоэнергетическому уровню. В основном регистрируется умножение частоты и комбинированное поглощение частот вибраций водородной группы X - H (X = C, N, O). Различные группы (например, метил, метил, бензоциклы и т.д.) или одна и та же группа имеют значительные различия в длинах волн и интенсивности поглощения в ближнем инфракрасном диапазоне в различных химических средах.
В ближнем инфракрасном спектре имеется обширная информация о структуре и составе, которая идеально подходит для измерения состава и свойств углеводородных органических веществ. Тем не менее, в ближней инфракрасной спектральной области интенсивность поглощения слаба, чувствительность относительно низка, полоса поглощения шире, а перекрытие серьезное. Поэтому очень сложно провести количественный анализ, опираясь на традиционный метод построения рабочей кривой. Развитие химии заложило математическую основу для решения этой проблемы. Его принцип заключается в том, что если состав образца одинаков, его спектр будет таким же, и наоборот. Если мы установим соответствие между спектром и измеримыми параметрами (так называемая аналитическая модель), то достаточно будет измерить спектр образца, чтобы быстро получить необходимые данные о параметрах массы с помощью спектра и вышеупомянутых соответствий.