الاهتزاز الجزيئي هي خاصية تحدث عندما تقوم الذرّات في الجزيئات بحركة دورية في حين أن الجزيء ككل يكون له حركة دورانية أو انزلاقية (انسحابية). يعرف تردد الحركة الدورية باسم تردد الاهتزاز، وهذا الاهتزاز يحدث في كل جزيء. عندما تمتص الجزيئات للطاقة فإن الذرات تقوم بهذه الحركة الاهتزازية، يحدث ذلك مثلاً عند امتصاص
الأمواج الكهرومغناطيسية.
يعد امتصاص وإصدار الأشعة الكهرومغناطيسية أساس العمليات في مطيافيات الاهتزاز، مثل مطيافية الأشعة تحت الحمراء ومطيافية رامان.