Partiéndose de la consideración de que los átomos y moléculas son constituidos por protones, electrones y neutrones, que presentan cargas eléctricas características, podemos imaginar que la medida de los parametros geométricos, es decir, la posición de los átomos en una molécula estará directamente relacionada con la interación de una entidad cualquiera con esas partículas. Una observación evidente a ser hecha es que esa entidad que perturbará a las partículas referidas deberá tener dimensiones compatibles con las dimensiones atómico-moleculares. Genericamente podemos caracterizar dos entidades utilizadas para ese propósito: las radiaciones electromagnéticas y las partículas sub-atómicas (protones, neutrones, electrones, etc.).

Sabemos que si colocamos una partícula electricamente cargada en un campo eléctrico o magnético oscilante, la partícula en cuestión sentirá la perturbación de una fuerza que variará en función de las oscilaciones del campo aplicado. Las radiaciones electromagnéticas son aquéllas constituidas por la composición de campos eléctricos y magnéticos que pueden ejercer perturbaciones en sistemas electricamente cargados. El investigador James C. Maxwell mostró matematicamente en 1860 que la luz presentaba las características de una radiación electromagnética. Por consiguiente, podemos esperar que la luz pueda ser utilizada como instrumento de medida de la posición aproximada de los átomos en cualquier sistema material. Pero, la luz visible solamente corresponde a una banda extremamente limitada, de lo que se denomina de espectro de radiación electromagnética. La Figura 1 exibe la banda extensa de radiación disponible para el análisis de estructuras moleculares. Podemos observar que el espectro electromagnético está dividido en várias regiones con nombres especiales. Debemos decir que esta división se hace basicamente en función de dos factores:

- el tipo de fuente que produce cada radiación y
- el tipo de alteración de movimientos que la radiación respectiva causa en los sistemas atómico-moleculares.

Sobre la utilización de partículas sub-atómicas debemos decir que es el carácter ondulatório de las mismas (dualidad onda-partícula de De Broglie) el factor mas importante en la determinación de la geometria molecular.

El método experimental básico utilizado, tanto en el caso de radiaciones electromagnéticas, cuanto en el de partículas sub-atômicas es casi que una cópia de uno de los experimentos mas geniales ya idealizados: el experimento de Rutherford. En resumen, generalmente tendremos una fuente de radiación o de partículas que incidiran sobre la muestra a ser analizada, atravesándola o reflejándose en su superficie, y un detector que buscará observar cuanto de la radiación fue absorbida o donde se encuentran concentraciones más grandes de partículas dispersadas. Lo que lleva a la diferenciación de las diversas técnicas experimentales existentes son refinamientos del método de Rutherford, con el propósito de mejorar la precisión de las medidas obtenidas.