拉曼光譜是指以雷射光照射物質時，量測散射光中極少部分因物質原子振動（晶格振動、聲子）而改變顏色（波長）射出的拉曼散射，藉此調查物質的結晶狀態、應力與組成的分析方法。散射光的波長偏移（拉曼位移）由原子間鍵結的強度與晶體結構決定，因此可作為物質的「指紋」使用。
在半導體領域特別常用於量測應力（應變）。矽晶體在拉曼位移約 520cm⁻¹ 處有尖銳的峰值，晶體受拉伸時峰值往低側偏移，受壓縮時往高側偏移。從偏移的大小，可估算應變矽通道，或溝槽・TSV 周圍產生的應力大小。雷射可聚焦到約 1μm，因此也能像地圖一樣描繪出各位置的應力分布。
此外，也用於 SiGe 中鍺的比例、SiC 的晶型（多型）與晶體紊亂、石墨烯的層數與缺陷、非晶與結晶的區分等。優點是不破壞試片，可在大氣中免前處理量測。另一方面，拉曼散射光非常微弱，會發出強烈螢光的試片不易量測，也需要控制雷射功率，以免雷射的熱改變試片狀態。
