Радіоспектроскопія – розділ фізики, в рамках якого досліджуються переходи між енергетичними рівнями квантової системи, індуковані електромагнітним випромінюванням радіодіапазону.

Різноманіття резонансних явищ, викликаних цими переходами, обумовлює популярність методів радіоспектроскопії. Виникнувши в експериментах з молекулярними і атомними пучками (метод Рабі), методи радіоспектроскопії надалі розповсюдилися на речовини в газоподібному, рідкому і твердому станах.

 Рисунок 2.1.1 - Радіоспектроскопія.

 Радіоспектроскопія відрізняється від оптичної спектроскопії і інфрачервоної спектроскопії специфічними особливостями: ɷ а) завдяки малим частотам і, отже, малим енергіям квантів Е= ɷħy  у радіоспектроскопії досліджуються кванти, переходи між близько розташованими рівнями енергії. Це робить можливим вивчення таких взаємодій в речовині, які викликають дуже малі розщеплювання енергетичного рівня, непомітні для оптичної спектроскопії. У радіоспектроскопії досліджуються обертальні і інверсійні рівні; зееманівське розщеплювання рівнів електронів і атомних ядер в зовнішньому і внутрішньому магнітних полях [Мікрохвильова, спектроскопія, Електронний парамагнітний резонанс (ЕПР); Ядерний магнітний резонанс (ЯМР)]; рівні, утворені взаємодією квадрупольних моментів ядер з внутрішніми електричними полями [Ядерний, квадрупольний резонанс (ЯКР)] і взаємодією електронів провідності із зовнішнім магнітним полем [Циклотронний резонанс (ЦР)]. У магнітоупорядкованних середовищах спостерігається резонансне поглинання радіохвиль, пов'язане з колективним рухом магнітних моментів електронів (Феромагнітний резонанс, антиферомагнітний резонанс). Природна ширина спектральної лінії в радіодіапазоні дуже мала  (∆ɷ ɷ³). Спостережувана ширина (∆ɷ)  обумовлена різними тонкими взаємодіями в речовині. Аналіз ширини і форми ліній дозволяє кількісно їх оцінювати, причому ширина і форма лінії в радіоспектроскопії може бути зміряна з дуже великою точністю.

Оптичне накачування і оптична орієнтація атомних систем розширили зміст радіоспектроскопії, дозволивши застосувати методику магнітного резонансу до вивчення основного і збуджених полягань атомів в газах при дуже низькому тиску ~ 10^-6 – 10^-3 мм рт. ст. (атомів, що володіють або електронним, або ядерним парамагнетизмом). Оптичне накачування збагатило радіоспектроскопію новими явищами (багатофотонні процеси, параметричний резонанс і ін.), пов'язаними з різними проявами взаємодії радіочастотних полів з речовиною. Нелінійна радіоспектроскопія досліджує відгук атомної системи на дію сильного радіочастотного поля.