光聲光譜是通過聲學檢測來測量吸收的電磁能（特別是光）對物質的影響。 光聲效應的發現可以追溯到 1880 年，當時亞歷山大·格雷厄姆·貝爾 (Alexander Graham Bell) 表明薄圓盤在暴露在一束陽光下時會發出聲音，而陽光會被旋轉的有槽圓盤迅速中斷。 從光中吸收的能量導致局部加熱，產生熱膨脹，從而產生壓力波或聲音。 后來貝爾表明，暴露在太陽光譜的不可見部分（即紅外線和紫外線）下的材料也可以產生聲音。

樣品的光聲光譜可以通過測量不同波長的光的聲音來記錄。 該光譜可用于識別樣品的吸收成分。 光聲效應可用于研究固體、液體和氣體。

光聲光譜已成為研究十億分之一甚至萬億分之一水平的氣體濃度的強大技術。 現代光聲探測器仍然依賴與貝爾儀器相同的原理； 然而，為了提高靈敏度，已經進行了一些修改。

由于產生的聲音強度與光強度成正比，因此使用強激光代替陽光照射樣品； 這種技術被稱為激光光聲光譜 (LPAS)。 耳朵已被靈敏的麥克風所取代。 使用鎖定放大器進一步放大和檢測麥克風信號。 通過將氣態樣品封閉在圓柱形腔室中，通過將調制頻率調諧到樣品池的聲學共振來放大聲音信號。

通過使用懸臂梁，增強型光聲光譜的靈敏度仍可進一步提高，從而實現對 ppb 級氣體的可靠監測。

以下示例說明了光聲技術的潛力：在 70 年代初期，帕特爾及其同事使用氣球載光聲探測器測量了 28 公里高度處平流層中一氧化氮濃度的時間變化。 這些測量提供了與人為一氧化氮排放引起的臭氧消耗問題有關的關鍵數據。 一些早期的工作依賴于 Rosencwaig 和 Gersho 對 RG 理論的發展。

使用 FTIR 光聲光譜的重要功能之一是能夠通過紅外光譜評估原位狀態的樣品，這可用于檢測和量化化學官能團，從而檢測和量化化學物質。 這對于無需粉碎成粉末或進行化學處理即可進行評估的生物樣品特別有用。 貝殼、骨頭等樣本已經過研究。 使用光聲光譜有助于評估骨骼與成骨不全癥的分子相互作用。

雖然大多數學術研究都集中在高分辨率儀器上，但也有一些工作朝著相反的方向發展。 在過去的二十年中，已經開發并商業化了用于諸如泄漏檢測和用于控制二氧化碳濃度的應用的非常低成本的儀器。 通常，使用電子調制的低成本熱源。 通過半透盤而不是閥門進行氣體交換的擴散、低成本麥克風和使用數字信號處理器的專有信號處理降低了這些系統的成本。 光聲光譜低成本應用的未來可能是實現完全集成的微機械光聲儀器。

光聲方法已被用于定量測量大分子，例如蛋白質。 光聲免疫測定使用可產生強聲信號的納米粒子標記和檢測目標蛋白質。 基于光聲學的蛋白質分析也已應用于即時檢測。

光聲光譜也有很多軍事用途。 此類應用之一是檢測有毒化學試劑。 光聲光譜的靈敏度使其成為檢測與化學侵蝕相關的痕量化學物質的理想分析技術。

LPAS 傳感器可應用于工業、安全（神經毒劑和爆炸物檢測）和醫學（呼吸分析）。