近红外（NIR）区域覆盖电磁波谱约780 nm至2500 nm（12800至4000 cm⁻¹）的范围。与探测分子基频振动的中红外光谱法不同，NIR光谱法检测倍频和合频吸收——这些吸收源于涉及氢原子的键的非谐振振动。这些倍频（一级、二级和三级）以及伸缩和弯曲模式的组合产生宽而重叠的谱带，需要多变量数据分析进行解释。

NIR中最突出的吸收来自C-H、O-H和N-H伸缩振动，它们主导有机和生物材料的光谱。这些倍频的摩尔吸光系数通常比基频红外吸收弱10到1000倍，这给NIR带来了实际优势：样品可以直接测量，几乎无需制备，即使在厚或高散射基体中也是如此。对于固体和粉末样品，以漫反射模式进行测量；对于液体和透明薄膜，以透射模式进行测量。

NIR仪器有几种配置。色散光栅仪器使用单色器依次扫描波长。FT-NIR光谱仪使用迈克尔逊干涉仪快速获取全光谱。二极管阵列检测器能够同时进行多波长采集，适用于实时过程监测。光纤探头允许远程采样，在工业环境中实现在线和旁线测量。

由于NIR光谱由宽而重叠的峰组成，直接分配单个谱带几乎不可能。相反，定量和定性分析依赖于使用多变量校准技术构建的化学计量学模型，如**主成分分析（PCA）用于探索性数据分析和偏最小二乘法（PLS）**回归用于定量预测。校准需要一组具有目标属性已知值的代表性参考样品，模型性能通过交叉验证和独立测试集进行验证。

NIR光谱法在农业（谷物和饲料中的水分、蛋白质和脂肪含量）、食品（水、糖、酒精和油含量的测定）、制药（原料药鉴定、混合均匀性和冻干产品中的水分测定）以及聚合物分析（树脂类型鉴定、共聚物组成和添加剂含量）中有着广泛的应用。其速度、非破坏性以及适用于在线测量的特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。