當光照射到物質上時會發生散射，散射光中除了與激發光頻率相同的彈性成分（瑞利散射）外，還有比激發光的頻率低的和高的成分，后一現象統稱為拉曼效應。由分子振動、固體中的光學聲子等元激發與激發光相互作用產生的非彈性散射稱為拉曼散射，一般把瑞利散射和拉曼散射合起來所形成的光譜稱為拉曼光譜。由于拉曼散射非常弱，所以直到1928年才被印度物理學家拉曼等人發現。
當時他們用汞燈單色光來照射某些液體時，在液體的散射光中觀測到了頻率低于入射光頻率的新譜線。在拉曼等人宣布了他們發現的幾個月后，蘇聯物理學家蘭德斯-別爾格等也獨立地報道了晶體中的這種效應存在。由于拉曼散射非常弱，強度大約為瑞利散射的千分之一。在激光器出現之前，為了得到一幅完善的光譜，往往很費時間。激光器的出現使拉曼光譜學技術發生了很大的變革。因為激光器輸出的激光具有很好的單色性、方向性，且強度很大，因而它們成為獲得拉曼光譜近乎理想的光源。