NIRS er en nyttig analyseteknikk fordi forskjellige molekyler absorberer og reflekterer nær-infrarødt lys i forskjellige grad. Når molekyler absorberer energi fra nær-infrarødt lys, blir denne energien omdannet til kinetisk energi. Som et resultat beveger atomene i molekylene seg raskere, bøyer, strekker eller roterer sammen med hverandre. Jo mer lys som absorberes av molekyler, desto mindre lys blir igjen for å bli reflektert.