La diffusione anelastica della luce monocromatica da parte di composti chimici costituisce la base della spettroscopia Raman, il cosiddetto effetto Raman. Gli spettri Raman sono “impronte digitali” molto caratteristiche, motivo per cui le molecole, i cristalli inorganici (compresi i polimorfi) e le fasi amorfe possono essere chiaramente identificati mediante il confronto con dati di riferimento. Combinando l'imaging e l'analisi spettroscopica chimica o molecolare, la microscopia Raman consente una risoluzione dell'ordine di qualche centinaio di nanometri grazie alla breve lunghezza d'onda della sorgente di luce laser visibile, focalizzata con le ottiche del microscopio, e quindi una precisa distinzione di composti vicini.
Le misurazioni sono effettuate in modo non distruttivo sul campione non preparato o su sezioni trasversali lucidi e sezioni sottili. Grazie al controllo software, la superficie viene scansionata automaticamente a intervalli di punti della griglia; la registrazione di uno spettro Raman per pixel consente di rilevare tutti i composti chimici presenti in una mappa Raman.
