电磁波谱的近红外 (NIR) 区域的范围约为 780 nm 至 2500 nm（12800 至 4000 cm-1）。与探测基本分子振动的中红外光谱不同，近红外光谱检测泛音和组合带：由涉及氢原子的键的非谐振动产生的吸收。这些泛音（第一、第二和第三）以及拉伸和弯曲模式的组合产生宽阔的重叠频带，需要多元数据分析来解释。

近红外光谱中最显着的吸收来自 C-H、O-H 和 N-H 伸缩振动，它们主导着有机和生物材料的光谱。这些泛音的摩尔吸收率通常比基本红外吸收弱 10 至 1000 倍，这为 NIR 提供了实际优势：即使在厚或高散射基质中，也可以在很少或无需准备的情况下直接测量样品。对于固体和粉末样品，测量采用漫反射模式，对于液体和透明薄膜，测量采用透射模式。

NIR 仪器有多种配置。 色散光栅仪器 使用单色仪顺序扫描波长。 FT-NIR 光谱仪 使用迈克尔逊干涉仪快速获取全光谱。 二极管阵列检测器 支持同时多波长采集，使其适合实时过程监控。光纤探头可实现远程采样，从而在工业环境中实现在线和在线测量。

由于近红外光谱由宽阔、重叠的峰组成，因此几乎不可能直接分配各个波段。相反，定量和定性分析依赖于使用多元校准技术构建的化学计量模型，例如用于探索性数据分析的**主成分分析（PCA）和用于定量预测的偏最小二乘（PLS）**回归。校准需要一组具有已知感兴趣属性值的代表性参考样本，并且通过交叉验证和独立测试集来验证模型性能。

近红外光谱法广泛应用于农业（谷物和饲料中的水分、蛋白质和脂肪含量）、食品（测定水、糖、酒精和油含量）、药品（原料鉴定、混合均匀性和冻干产品中的水分测定）和聚合物分析（鉴定树脂类型、共聚物组成和添加剂含量）。其速度快、无损的特性以及在线测量的适用性使其成为现代工业中使用最广泛的过程分析技术 (PAT) 工具之一。