Teoria elektromagnetyczna Kiedy częstość światła padającego jest zbliżona do częstości drgań plazmy, elektrony przewodnictwa na powierzchni metalu są wzbudzane do stanu nazywanego rezonansem powierzchniowych plazmonów. Cząsteczki zaadsorbowane na powierzchni doświadczają wyjątkowo silnego pola elektromagnetycznego. Obserwowany efekt zwiększenia intensywności pasma jest tak silny gdyż wzmocnienia następuje dwa razy: początkowo wzmocnienie pola potęguje intensywność światła padającego, potem sygnał rozproszenia Ramana jest potęgowany zgodnie z tym samym mechanizmem. Na każdym etapie promieniowanie jest proporcjonalne do kwadratu wzmocnienia pola elektrycznego, co w sumie daje łączne wzmocnienie sygnału proporcjonalne do czwartej potęgi wartości tego pola.
Wzmocnienie nie jest równe dla wszystkich częstości. Największe wzmocnienie uzyskuje się, kiedy częstość plazmowa ωp jest w rezonansie z padającym promieniowaniem. Dla tych częstości, dla których sygnał Ramana jest tylko nieznacznie przesunięty w stosunku do sygnału światła padającego, obie z nich mogą być blisko rezonansu z częstością plazmową – co prowadzi do wzmocnienia proporcjonalnego czwartej potęgi wartości pola elektrycznego.