Tayf Bilimi, spektroskopl, oluşmuş ya da kendi oluşturduğu tayf üzerinde ölçümler ve analizler yapan bilim dalı. Bu analiz ve ölçümler fizik, kimya ve astronomi alanlarının bazı araştırmalarında büyük yararlar sağlamaktadır.
Tüm tayflar maddenin (molekül ya da atomlarının) bulunduğu birbirinden ayrı (belli) enerji düzeylerinin birinden öbürüne geçişte yayılan ya da yutulan (absorblanan) fotonlardan doğar.
Her foton kendi frekans yani dalga boyuna göre belli bir kuantum enerjisi taşır. Eğer madde yüksek enerji düzeyinden daha düşük bir düzeye inmişse kuantum enerjisi yani foton yayılır. Tersi olmuşsa foton yutulur. Bunlarla saptanan enerji düzeyleri yardımı ile bir molekül ya da atomun yapısı araştırılır.
Öte yandan bir maddenin moleküllerinin ya da atomlarının yaydığı ya da yuttuğu kendine özgü tayf (parmak izi) gibidir; başka maddenin tayfına benzemez. Bu (parmak izleri) kimyasal analizlerin çok duyarlı bir biçimde yapılmasına olanak sağlar.
Tayf analizlerinin çoğu elektromanyetik radyasyonun çeşitli bölgeleri ile olur. Her bölge belirli enerji düzeyi değişmelerinden kaynaklanır. Gamma ışınları tayfı, çekirdek enerji düzeyleri arasındaki geçişlerden doğar.
X-ışınları tayfı, elektronların çekirdeğe yakın düzeyler arasındaki geçişlerinden kaynaklanır. Ultraviyole ve görünür ışık tayfına atom ve moleküllerin dış enerji düzeylerindeki (bağ oluşturan) elektronların düzeyler arası geçişi neden olur.
Kızılaltı tayfı molekül titreşimlerinden, mikrodalga tayfı moleküllerin kendi eksenleri çevresinde dönmesinden, doğar. Bunların dışında daha başka çok özel tayflar da vardır. Raman tayfı, Raman etkisine dayanır. Buna göre şiddetli bir monokromatik (tek frekanslı, tek dalga boylu) ışık bir ortama girince, geliş doğrultusuna dik doğrultularda değişik dalga boylu ışınların saçıldığı gözlenir. Gelen ışıktan daha büyük (ya da küçük) frekanslı saçılmalar moleküllerde titreşimden, dönme hareketine geçişi ya da tersini belirtir.
Bu teknik kızılaltı tayf analizine yardımcı olur ve onu tamamlar. Mössbauer tayf analizi, Mössbauer etkisi olayına dayanır. Bunun yardımı ile çekirdeklerle ilgili bazı bilgiler toplanabilir. Çekirdekle ilgili bilgiler çekirdek manyetik rezonans tayfı analizinden de elde edilir; bu kuvvetli bir manyetik alan etkisi ile çekirdek konumları arasındaki geçişlerden kaynaklanır.
Elektron spini rezonans tayfı, benzer biçimde, bir orbitalde bulunan tek elektronun spin konumları arasındaki geçişinden doğar. Bu tayf, Serbest radikaller konusunda yapılan çalışmalara da yardım eder. Tayf bilimi ile ilgili çalışmalar, Spektroskop adını alan aletler ;yardımı ile gerçekleştirilirler.