分子激发（molecular excitation）是指分子在各种因素的影响下其内能增加导致分子被激发。实质是分子内的电子运动、分子振动和转动激发到更高的能态。按照量子力学基本原理，分子按其内部运动状态（主要包括分子的电子运动状态、构成分子的诸原子的振动和分子的转动等运动状态）的不同，可处于不同的能态，每一能态具有一定的能量。能量最低的态称为基态，能量高于基态的称为激发态。它们构成分子内部的各能级，高能量的激发态可跃迁到较低的能态，能量较低的能态也可吸收一定的能量跃迁到能量较高的激发态。分子一般处于电子基态和低振动态，由于转动能级间能量差较小，室温下不同能级上都有粒子占据。电子激发态与基态之间的跃迁产生分子的电子光谱，有吸收光谱和发射光谱，可产生若干振转谱带。