Fizykochemiczne podstawy wibracyjnych teorii węchu right|30px right|30px right|30px right|120px Z punktu widzenia fizyki cząsteczka związku chemicznego jest strukturą złożoną z określonej liczby różnych jąder atomowych (ładunek dodatni) i elektronów (ładunek ujemny). Za kształt tej struktury odpowiadają elektrostatyczne oddziaływania między ładunkami. Ulega on w pewnym zakresie nieustannym oscylacjom, wokół stanu najbardziej korzystnego – o najniższej energii (zobacz rys. – krzywa Morse'a). Energia oscylacji jest kwantowana – ulega zmianom skokowym, związanym z absorpcją lub emisją kwantu energii. Odpowiada to absorpcji lub emisji promieniowania elektromagnetycznego o określonej liczbie falowej (ν = 1/λ). Różnice między kolejnymi poziomami energii oscylacji (wielkości absorbowanych lub emitowanych kwantów) odpowiadają długości fali z zakresu podczerwieni. Większe kwanty, powodujące zmiany stanu energetycznego elektronów, odpowiadają zakresowi promieniowania widzialnego (na przykładowej ilustracji – mechanizm zjawiska fluorescencji).