Kémiai analízisre, a molekulaszerkezet (kötéshossz, kötésszög és dipólus momentum) és relatív atomtömeg meghatározására alkalmazott érzékeny spektroszkópiai
eljárás.Azon az elven alapul, hogy a mikrohullámú sugárzás változásokat okoz a molekulák rotációs energiaszintjében, ennek következésképpen abszorpció történik jellegzetes frekvenciákon.
A mikrohullámú spektrométerben a mikrohullám forrása rendszerint egy klisztron szelep, az általa létrehozott sugárnyalábot gáz halmazállapotú mintán vezetik át. A sugárnyaláb eléri a detektort, - ami rendszerint kristálydetektor, - és egy jel (hullámhossz az intenzitás függvényében - ábra) jelenik meg vagy kinyomtatva, vagy egy oszcilloszkópon.
A készülék vákuumkamrában működik, mivel a levegő elnyeli a mikrohullámokat.