Per la biologia le tecniche spettrali necessarie per l'analisi delle bio-molecole sono l'assorbimento, la fluorescenza e la risonanza. Le proteine assorbono la luce nella regione UV e possono essere stimate anche attraverso la colorimetria. L'analisi strutturale delle proteine e degli acidi nucleici può essere studiata attraverso l'eccitazione e il trasferimento di energia con lo spettrofluometro. Gli ioni metallici presenti nei complessi biologici possono essere analizzati attraverso la spettrofotometria di assorbimento atomico. Gli ioni metallici di transizione, i radicali persoxy e superoxy possono essere identificati attraverso la spettroscopia ESR e NMR.