利用紅外吸收光譜進行有機化合物定性分析可分為兩個方面：
一是官能團定性分析，主要依據紅外吸收光譜的特徵頻率來鑑別含有哪些官能團，以確定未知化合物的類別；
二是結構分析，即利用紅外吸收光譜提供的信息，結合未知物的各種性質和其它結構分析手段(如紫外吸收光譜、核磁共振波譜、質譜)提供的信息，來確定未知物的化學結構式或立體結構。
由於紅外吸收光譜不能得到樣品的總體信息(如分子量、分子式等)，如果不能獲得與樣品有關的其它方面的信息，僅利用紅外吸收光譜進行樣品剖析，在多數情況下是困難的。
為此應儘可能獲取樣品的有機元素分析結果以確定分子式，並收集有關的物理化學常數(如沸點、熔點、折射率、旋光度等)，計算化合物的不飽和度。不飽和度表示有機分子中碳原子的不飽和程度，可以估計分子結構中是否有雙鍵、三鍵或芳香環。
計算不飽和度u的經驗公式為：
式中，n1、n3 和n4 分別為分子式中一價、三價和四價原子的數目。
通常規定雙鍵(C＝C，C＝O)和飽和環烷烴的不飽和度u=1，三鍵的不飽和度u=2，苯環的不飽和度u=4(可理解為一個環加三個雙鍵)。
因此根據分子式，通過計算不飽和度u，就可初步判斷有機化合物的類型。
由繪製的紅外吸收譜圖來確定樣品含有的官能團，並推測其可能的分子結構。
按官能團吸收峰的峰位順序解析紅外吸收譜圖的一般方法如下：
(1) 查找羰基吸收峰vC＝O 1900～1650cm-1是否存在，若存在，再查找下列羰基化合物。
① 羧酸查找vO-H 3300～2500cm-1寬吸收峰是否存在。
② 酸酐查找vC＝O 1820cm-1和1750cm-1的羰基振動耦合雙峰是否存在。
③ 酯查找vC＝O 1300～1100cm-1的特徵吸收峰是否存在。
④ 醯胺查找vN-H 3500～3100cm-1的中等強度的雙峰是否存在。
⑤ 醛查找官能團vC-H和δC-H倍頻共振產生的2820cm-1和2720cm-1兩個特徵雙吸收峰是否存在。
⑥ 酮若查找以上各官能團的吸收峰都不存在，則此羰基化合物可能為酮，應再查找vas, C-C-C在1300～1000 cm-1存在的一個弱吸收峰，以便確認。
(2) 若無羰基吸收峰，可查找是否存在醇、酚、胺、醚類化合物。
① 醇或酚 查找vO-H 3700～3000 cm-1的寬吸收峰及vC-O和δO-H相互作用在1410～1050 cm-1的強特徵吸收峰，以及酚類因締合產生的γO-H 720～600 cm-1寬譜帶吸收峰是否存在。
② 胺 查找vN-H 3500～3100 cm-1的兩個中等強度吸收峰和δN-H 1650～1580 cm-1的特徵吸收峰是否存在。
③ 醚 查找vC-O 1250～1100 cm-1的特徵吸收峰是否存在，並且沒有醇、酚vO-H 3700～3000 cm-1的特徵吸收峰。
(3) 查找烯烴和芳烴化合物
① 烯烴 查找vC=C 1680～1620 cm-1強度較弱的特徵吸收峰及vC=C-H在3000 cm-1以上的小肩峰是否存在。
② 芳烴 查找vC=C 在1620～1450 cm-1出現的4個吸收峰，其中1450 cm-1為最弱吸收峰；其餘3個吸收峰分別為1600 cm-1, 1580 cm-1和1500 cm-1。以1500 cm-1吸收峰最強，1600 cm-1吸收峰居中，1580 cm-1吸收峰最弱，並常被1600 cm-1處吸收峰掩蓋而成肩峰。因此1500 cm-1和1600 cm-1雙峰是判定芳烴是否存在的依據。此外還可查找v C=C-H在3000 cm-1以上低吸收強度的小肩峰是否存在。
(4) 查找炔烴、氰基和共軛雙鍵化合物。
① 炔烴 查找 vC≡C 2200～2100cm-1的尖銳特徵吸收峰和vC≡C-H 3300～3100 cm-1的尖銳的特徵吸收峰是否存在。此吸收峰易與其它不飽和烴區分開。
② 氰基 查找 vC≡N 2260～2220cm-1特徵吸收峰是否存在。
③ 共軛雙鍵查找 vC=C=C 1950cm-1特徵吸收峰是否存在。
(5) 查找烴類化合物查找甲基－CH3, vC-H在2960 cm-1(vas)和2870 cm-1 (vs) 2個吸收峰；
亞甲基－CH2－,vC-H在2925 cm-1(vas)和2850 cm-1(vs)的2個吸收峰；
甲基和亞甲基的δC-H(as)在1460 cm-1的吸收峰；
甲基的δC-H(s)在1380 cm-1的吸收峰；
4個以上亞甲基的φ-CH2-在910 cm-1吸收峰(它隨CH2個數減少，吸收峰向高波數方向移動)；亞甲基-CH2-，γC-H在910 cm-1的強吸收峰；
次甲基, γC-H在995 cm-1的強吸收峰。
上述諸多吸收峰是否存在，可作為判定烴類存在與否的依據。
對一般有機化合物，通過以上解析過程，再查閱譜圖中其它光譜信息，與文獻中提供的官能團特徵吸收頻率相比較，就能比較滿意地確定被測樣品的分子結構。
當譜圖解析確定了樣品組成後，還要查閱標準紅外吸收光譜圖，進行對比，以確證解析結果的正確性。
現有3種標準紅外吸收譜圖，即薩特勒紅外標準譜圖集(Sadtler catalog of infrared standard spectra)、分子光譜文獻(documentation of molecular spectroscopy, DMS)穿孔卡片和Aldrich紅外光譜庫(the Aldrich litrary of infraredspectra)。
例1 某未知物的分子式為C12H24，試從其紅外吸收光譜圖(圖1)推出它的結構。
圖1未知物C12H24紅外光譜圖
解：
(1) 由分子式計算其不飽和度：，該化合物具有一個雙鍵或一個環。
(2) 譜圖解析
① 由譜圖可看到在1900～1650 cm-1無vC=O的強吸收峰，在1300～1000 cm-1也無一個vas, C-C-C的弱吸收峰，分子式中無氧，可初步判定此化合物不是羧酸、酸酐、酯、醯胺、醛和酮。
② 在3700～3000 cm-1無寬的vO-H或vN-N吸收峰，表明其不是醇、酚、胺類化合物；在1250～1100 cm-1無vC-O吸收峰，分子式中無氧，表明其也不是醚類化合物。
③ 按波數自高至低的順序，對吸收峰進行解析。首先由3075 cm-1出現小的肩峰說明存在烯烴vC-H伸縮振動，在1640 cm-1還出現強度較弱的vC=C伸縮振動，由以上兩點表明此化合物為一烯烴。
④ 在3000～2800 cm-1的吸收峰表明有-CH3、-CH2-存在，在2960 cm-1、2920 cm-1、2870 cm-1、2850 cm-1的強吸收峰表明存在-CH3和-CH2-的vC-H(as)、vC-H(s)，且-CH2-的數目大於-CH3的數目，從而推斷此化合物為一直鏈烯烴。在715 cm-1出現的小峰，顯示-CH2-的面內搖擺振動δ-CH2-，也表明長碳鏈的存在。
⑤ 在980 cm-1、915 cm-1的稍弱吸收峰為次甲基和亞甲基產生的面外彎曲振動γC-H。
⑥ 在1460 cm-1吸收峰為-CH3、-CH2-的不對稱剪式振動δC-H(as) ；1375 cm-1為-CH3的對稱剪式振動δC-H(s)，其強度很弱，表明-CH3的數目很少。
由以上解析可確定此化合物為1-十二烯.
例2 某未知物分子式為C4H10O，試從其紅外吸收光譜圖(圖2)推斷其分子結構。
圖2未知物C4H10O的紅外光譜圖
解：
(1) 由分子式計算它的不飽和度：，表明其為飽和化合物。
(2) 譜圖解析
① 由譜圖可看到1900～1650 cm-1無vC=O的強吸收峰，在1300～1000cm-1無vas, C-C-C的弱吸收峰，但有強吸收峰，可初步判定此化合物不是羧酸、酸酐、酯、醯胺、醛和酮。
② 在3500～3100 cm-1未出現vN-H的中強度雙峰，表明無銨存在；但在3350 cm-1出現強吸收的寬峰表明存在vO-H伸縮振動，其已移向低波數表明存在醇的分子締合現象。
③ 在2960 cm-1、2920 cm-1、2870 cm-1吸收峰，表明存在-CH3、-CH2-的伸縮振動vC-H。
④1460 cm-1吸收峰，表明存在-CH3、-CH2-的不對稱剪式振動δC-H(as)。
⑤1380 cm-1、1370 cm-1的等強度雙峰，表明存在C-H的面內彎曲振動δC-H，其為異丙基分裂現象。
⑥1300～1000 cm-1的一系列吸收峰表明存在C-O的伸縮振動vC-O，即有一級醇-OH存在。
由以上解析可確定此化合物為飽和的一級醇，存在異丙基分裂。可確定其為異丁醇。
例3 分子式為C8H8O的未知物，沸點為220℃，由其紅外吸收光譜圖（圖3）判斷其結構。
圖3未知物C8H8O的紅外光譜圖
解：
(1) 從分子式計算不飽和度：，估計其含有苯環和雙鍵(或環烷烴)。
(2) 譜圖解析
① 在1680 cm-1呈現vC=O的強吸收峰，可能為羧酸、酸酐、酯、醯胺、醛、酮等化合物。因分子式中無氮，可排除醯胺；在3300～2500 cm-1，無vO-H的寬吸收峰，可排除羧酸；在2820 cm-1和2720 cm-1無vC-H和δC-H倍頻共振的雙吸收峰，可排除醛；在1830 cm-1和1750 cm-1無vC=O的羰基振動耦合雙峰，可排除酸酐。
由於在1200～1000 cm-1存在3個弱吸收峰，可能為vas,C-C-C或vC-O伸縮振動吸收峰，因此，此化合物可能為酮或酯。
② 1600 cm-1、1580 cm-1、1500 cm-1處的3個吸收峰是苯環骨架伸縮振動vC=C的特徵，表明分子中有苯環。
③ 在1265 cm-1呈現的強吸收峰為芳酮特徵，其為羰基和芳香環的耦合吸收峰。
④ 在3000 cm-1以上僅有微弱的吸收峰，表明分子中僅含少量的-CH3或-CH2-。
⑤ 在2000～1700 cm-1僅有微弱的吸收峰，其為γC-H面外伸縮振動，是苯衍生物的特徵峰。
⑥ 1380 cm-1吸收峰，表明有-CH3的面內彎曲振動(對稱剪式振動)δC-H(s) 。
⑦ 900～650 cm-1的吸收峰，為苯環C-H面外彎曲振動γC-H，750 cm-1、690 cm-1的2個強吸收峰，表明化合物為單取代苯。
由以上解析可知，此化合物為苯乙酮。
例4 某未知物的分子式為C6H15N，試從其紅外吸收光譜圖(圖4)推斷其結構。
解：
(1) 由分子式計算其不飽和度：，其為飽和化合物。
(2) 譜圖解析
圖4未知化合物C6H15N的紅外光譜圖
① 譜圖中在1900～1650 cm-1無vC=O的強吸收峰，且分子式中無氧，可判定此化合物不是羧酸、酸酐、酯、醯胺、醛和酮。
② 由3330 cm-1和3240 cm-1出現vN-H的2個中等強度吸收峰，可初步判斷它可能為胺類。在1606 cm-1呈現δN-H的特徵中等強度寬峰，在1072 cm-1呈現vC-N弱吸收峰和在830 cm-1呈現的γN-H寬吸收峰，都進一步確證此化合物為胺類。
③ 在3000～2800 cm-1出現的分裂的強吸收峰，表明存在-CH3、-CH2-的伸縮振動vas,C-H和vs, C-H ；在1473 cm-1出現強峰為-CH3、-CH2-面內彎曲振動δas,C-H；在1382 cm-1出現中等強度的單峰為-CH3面內彎曲振動δs,C-H；在723 cm-1出現的中強吸收峰，為4個以上-CH2-直接聯結時的平面搖擺振動φCH2。
由以上解析，可確定此化合物為正己胺，分子式為CH3(CH2)5NH2。
例5 某未知物的分子式為C6H10O2，試從其紅外吸收光譜圖(圖5)推斷其結構。
圖5未知物C6H10O2的紅外光譜圖
解：
(1) 由分子式計算其不飽和度：其可能含有1個三鍵或2個雙鍵。
(2) 譜圖解析
① 譜圖中在1900～1650cm-1有一個vC=O的強吸收峰，且分子有2個氧原子，並在1300～1100 cm-1有一vC-O強吸收峰，表明其為典型的羧酸酯類化合物。
② 在2200～2100 cm-1無vC≡C的尖銳吸收峰，在3300～3100 cm-1無vC≡C-H的尖銳吸收峰，表明其不是炔類化合物。
③ 在1680～1620 cm-1有強度較弱的肩峰，表明其為vC-C的較弱吸收峰，此化合物可能為不飽和脂肪酸酯。
④ 在2900～2800cm-1有一弱的吸收峰，其為甲基vC-H(s)吸收峰和亞甲基vC-H(s)吸收峰，表明分子中含有-CH3和-CH2-。
⑤ 在1460 cm-1有弱吸收峰，為甲基和亞甲基的δC-H(as)吸收峰；在1380 cm-1吸收峰為甲基δC-H(s)。吸收峰；在910 cm-1吸收峰為亞甲基γC-H吸收峰。
由以上解析、分子式及不飽和度，可推斷此化合物為2-甲基丙烯酸乙酯，分子式為
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客戶成果：Angew. Chem. Int. Ed.、Nat. Commun.、AM、AEM、AFM、JMCA、ACS Nano、NanoEnergy、ChemSusChem等國際優質期刊。
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