IS spektroskopijas metodes tiek klasificētas pēc izmantotā starojuma frekvenču diapazona tuvajā, vidējā un tālajā IS, kas nosaka pētāmo procesu klāstu un spektrometru tehnisko realizāciju. Spektroskopijā visplašāk izmanto vidējo IS diapazonu, kurā var novērot fundamentālās absorbcijas joslas lielākajai daļai molekulu svārstību. Tuvā IS diapazona starojuma kvantu lielākā enerģija ļauj ierosināt vairākkārtīgas pārejas starp molekulu svārstību apakšlīmeņiem vai dažādu svārstību kombinētās pārejas. Uz garo elektromagnētisko viļņu pusi atrodas tālais IS diapazons, kurš daļēji pārklājas ar terahercu apgabalu. Efekti, ko var ierosināt šajā diapazonā, saistīti ar zemāku frekvenču svārstībām, kas raksturīgas smagāku atomu molekulām, atomu kolektīvām svārstībām molekulas skeletā (skeletal vibrations), cietvielu kristāliskā režģa svārstībām un molekulu pārejām starp rotāciju apakšlīmeņiem gāzēs.
Tradicionālie IS starojuma avoti ir sakarsēti objekti, kuri emitē termisko starojumu atbilstoši absolūti melna ķermeņa modelim, piemēram, Nernsta lampa vai silīcija karbīda materiāls (Globar); mūsdienās plaši izmanto arī pusvadītāju diožu lāzerus. Pētījumiem tuvajā IS diapazonā var izmantot volframa halogēnās lampas, bet tālajā IS – augstspiediena dzīvsudraba lampas vai cinka telurīda (ZnTe) pusvadītāju materiālus. Signāla reģistrēšanai izmanto termiskus (termopāri, piroelektriski detektori, bolometri) vai fotonu jutīgus pusvadītaju materiālu detektorus. Optiskajā spektroskopijā tradicionāli izmantotās stikla un kvarca lēcas stipri absorbē IS starojumu, tādēļ IS diapazonā lēcās izmanto citus materiālus (kalcija fluorīdu (CaF2), bārija fluorīdu (BaF2), safīru (Al2O3) u.c.) vai staru gaitu kontrolē ar spoguļu sistēmām. Lai iegūtu IS absorbcijas mērījumu atkarībā no starojuma frekvences, spektrometrā nepieciešama komponente, kas izvērš starojumu spektrā. Vēsturiski nozīmīgas bija prizmu un difrakcijas režģu sistēmas, kas ar rotējošām komponentēm nodrošināja pakāpenisku viļņa garuma skenēšanu.
Mūsdienu FTIR instrumentos tiek izmantots Furjē transformācijas signāla detektēšanas princips. To darbības pamatā ir Maikelsona interferometrs – ierīce, kurā ar divu savstarpēji perpendikulāri novietotu (stacionāra un kustīga) spoguļu un stara dalītāja (beamsplitter) optisko sistēmu tiek modulēts gaismas signāls. Staru dalītājs krītošo starojumu sadala divās komponentēs un novirza uz spoguļiem. Pēc atstarošanās stari rekombinē un izveidojas no optisko gājumu diferences atkarīgs interferences signāls, kuram tiek pakļauts pētāmais paraugs. Detektorā tiek mērīta paraugam cauri izgājušā starojuma intensitāte atkarībā no kustīgā spoguļa pozīcijas (optisko staru gājumu diferences), kura kontrolei tiek izmantots lāzers. Veicot uzņemtā signāla Furjē transformāciju, iegūst IS starojuma absorbcijas spektru. Galvenās FTIR priekšrocības, salīdzinot ar dispersijas tipa IS spektrometriem, ir ievērojami īsāks mērījuma uzņemšanas laiks, labāka signāla pret trokšņu attiecība un augstāka spektru izšķirtspēja.
FTIR spektrometra un Maikelsona interferometra galveno komponenšu shematisks attēlojums.
Daudzi materiāli absorbē IS starojumu, kā rezultātā IS spektru mērījumi cauri izgājušā starojuma režīmā ir problemātiski – šādu materiālu pētījumiem izmanto mērījumus atstarošanās režīmā. Izšķir iekšējās un ārējās atstarošanās IS spektroskopijas metodes. Iekšējās atstarošanās spektroskopijā (internal reflectance spectroscopy, IRS; saukta arī par pavājināto pilnīgo atstarošanos – attenuated total reflectance, ATR) tiek pētīta pilnīga iekšēja atstarošanās IS starojumam caurlaidīgā materiālā, ar kuru kontaktā atrodas pētāmais paraugs. Ārējām metodēm ir sīkāks iedalījums atkarībā no pētāmā parauga virsmas īpašībām. Spoguļatstarošanās (specular reflectance) metodes izmanto gludu virsmu analīzei, savukārt raupju virsmu vai pulverveida paraugu pētījumiem piemērota ir difūzās atstarošanās infrasarkanā Furjē transformācijas spektroskopija (diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy, DRIFTS).
IS spektroskopijas eksperimentu realizācijas varianti.
IS starojumu absorbējošu paraugu raksturošanai var izmantot arī fotoakustisku spektru (photoacoustic spectroscopy, PAS) detektēšanas principu, mikrofonā reģistrējot termisku efektu radītas spiediena fluktuācijas. Paraugu struktūras un īpašību sadalījuma analīzei mikromērogā tiek izmantotas FTIR mikroskopijas metodes.