molekularne vibracije, titranja atoma oko ravnotežnih položaja u molekulama u pravcu međunuklearne osi (spojnice dviju atomskih jezgara), odnosno gibanja kod kojih dolazi do promjene relativnih položaja atoma u molekuli. Dvoatomne molekule mogu vibrirati samo na jedan način (istezanjem i stiskanjem). Troatomne nelinearne molekule, npr. H2O, SO2, O3, mogu vibrirati na tri načina, a linearne troatomne molekule, npr. HCN i CO2, mogu vibrirati na četiri načina. Općenito, nelinearna molekula koja sadrži N atoma može vibrirati na 3N – 6 načina, a linearna molekula koja sadrži N atoma na 3N – 5 načina. Energijske su razine molekularnih vibracija točno određene, a prijelaz između razina može se dogoditi jedino ako molekula emitira ili apsorbira foton energije jednak razlici dviju vibracijskih energijskih razina. (→ molekularne rotacije; stupanj slobode; vibracijski spektar)
