拉曼光谱学在化学、物理领域广泛被运用，是因为化学键以及对称分子都有其特殊振动的光谱信息，因此提供作为分子鉴别时的重要特征。

拉曼光谱仪应用在化学分析上，是一种分析时间短、可识别分子结构、分子组成的有效方案。拉曼光谱法在化学中用于鉴定分子并研究化学键和分子内键。因为振动频率特定于分子的化学键和对称性(有机分子的指纹区域在波数範圍500–1500cm^-1中)，所以拉曼提供了识别分子的指纹。例如，拉曼光谱和IR光谱用于根据法向坐标分析确定SiO，Si₂O₂和Si₃O₃的振动频率。拉曼还用于研究底物向酶中的添加。

自发性的拉曼光谱学在固态物理中常被运用，如原料特性、量测温度和找寻样品的crystallographic方位。例如，一组固态物质的特殊声子模式提供实验者能很快的辨识出单晶。另外，拉曼光谱学可以监测固态的低频激发，例如电浆、磁振子和超导气体的激发。拉曼信号，提供声子模式中，Stokes(低频转换)强度和anti-Stokes(高频)强度的比值的信息。

拉曼散射经由非等向性的晶体所产生，提供确定晶体方向性的信息。拉曼光线的极化依赖晶体及雷射的极化，如果晶体结构(尤其是，晶体结构的点群)已经知道，就可以用来找到晶体的方向。