近紅外的整個譜區波長範圍根據ASTM定義為780～2526nm，而在一般應用中往往把波長在700～2500nm（波數14286～4000cm-1）範圍內的電磁波作為近紅外譜區，是人們最早發現的非可見光區域。習慣上又將近紅外光劃分為短波近紅外(700～1100nm)和長波近紅外(1100～2500nm)兩個區域。
一、近紅外光譜分析技術的發展
近紅外線是由英國人Herschel於1800年發現的，當時他正在觀察太陽光譜與溫度上升的關係；到19世紀80年代，700~1200nm間的近紅外光譜首次被Abney 和Festing報道；自1930年以後，由Brackett開發的分光光度計測到了C—H的倍頻，開始了實質性的近紅外光譜測定，從此近紅外光譜技術進入了人們的視野。但由於缺乏先進的儀器，近紅外技術進展緩慢；直到20世紀50年代中後期，由於商品化儀器的出現及Norris等人所做的近紅外光譜技術在農副產品分析中的應用，掀起了近紅外應用技術的熱潮；然而到了20世紀60年代中期，隨著各種新的分析技術的出現，加之經典近紅外光譜分析暴露出的靈敏度低、抗幹擾性差的弱點，近紅外光譜分析技術進入了一個相對沉默的時期，除在農副產品分析中開展一些工作外，新的應用領域幾乎沒有拓展；20世紀80年代以後，計算機技術的迅速發展，帶動了分析儀器的數字化和化學計量學學科的發展，而且通過化學計量學方法解決了光譜信息的提取和背景幹擾等方麵缺陷，人們重新認識了近紅外光譜的價值，近紅外光譜在各領域中的應用研究得以陸續開展，近紅外技術又一次從沉睡中蘇醒過來；進入20世紀90年代，結合了數字化光譜儀器與化學計量學方法而形成的現代近紅外光譜技術已成為發展最快、最引人注目的光譜分析技術，依靠其量測信號數字化及分析過程綠色化的特點，近紅外技術步入了一個快速發展時期。
二、近紅外光譜的產生
分子在近紅外譜區的吸收主要是由於分子內部振動狀態的變化而產生的。按照量子力學的觀點來解釋近紅外光譜是由於分子振動的非諧振性使分子振動從基態向高能級躍遷時產生的。在室溫下分子絕大部分處於振動基態（V=0）。由振動基態到振動第一激發態（V=1）之間的躍遷稱為基頻躍遷。這種躍遷所產生對輻射的吸收即為基頻吸收。
然而實際的分子振動並不完全符合簡諧振動，由分子化學鍵的位能曲線得知分子屬非線性諧振子，除了基頻躍遷外也可能發生從基態到第二或更高激發態（V=2、3……）之間的躍遷。這種躍遷稱為二級倍頻或多級倍頻躍遷，所產生的吸收譜帶為二級倍頻或多級倍頻吸收，總稱為倍頻吸收。
多原子分子的振動相對比較複雜，但可把它們看作是許多個簡單的獨立振動的線性組合而成。因為各種振動不是嚴格簡諧的，它們之間可能發生相互作用，如果電磁波光子的能量恰好等於某兩個基頻躍遷所需能量的和，而這兩種基頻振動又具有相同的對稱性，這時該能量的一個光子可能同時激發這兩種基頻躍遷。在光譜中出現的吸收峰的波數（或頻率）等於這兩種基頻振動波數（或頻率）之和，這種吸收叫合頻吸收。
近紅外光譜主要是由物質吸收光能使分子振動從基態向高能級躍遷時產生的。近紅外光譜記錄的是分子中單個化學鍵的基頻振動的倍頻和合頻信息，它常常受含氫基團X—H（X，C、N、O）的倍頻和合頻的重疊主導，所以在近紅外光譜範圍內，測量的主要是含氫基團X—H振動的倍頻和合頻吸收。由於動植物性食品和飼料的成分大多由這些基團構成，基團的吸收頻譜表征了這些成分的化學結構。
紅外光線的能量要被分子基團所吸收，必須滿足兩個條件：a.光輻射的能量恰好滿足分子振動能級躍遷所需的能量，即隻有當光輻射頻率與分子中基團的振動頻率相同時，輻射才能被吸收；b.振動過程中，必須有偶極矩的改變，隻有偶極矩發生變化的那種振動形式才能吸收紅外輻射。
三、近紅外光譜測定的基本原理
近紅外光譜的測定方法主要有：透射光譜法和反射光譜法。透射光譜法（多指透射光譜技術示意圖短波近紅外區，波長一般在700～1100nm範圍內）是指將待測樣品置於光源與檢測器之間，檢測器所檢測的光是透射光或與樣品分子相互作用後的光（承載了樣品的結構與組成信息）。
被測物質是透明的物質（溶液），物質（溶液）內部隻發生光的吸收，沒有光的反射、散射、熒光等其他現象發生時。
在近紅外光譜實際測量中，由於被測物是放在樣品池中，在界麵間會發生反射，且大多數物質都非透明液體，這些都導致光束的衰減。為了補償這些影響，采用在另一等同的吸收池中放入標準物質（也稱為參比）與被分析物質的透射強度進行比較。將入射光I0(λ)分別照射標準溶液和試驗溶液，分別測得透射光強度為Is(λ)和It(λ)，引入了相對透射比T(λ)概念：