红外光谱（包括远红外）覆盖了生物大分子（如蛋白质、核酸、糖类、脂质等）的振动、转动和分子间相互作用的能级跃迁，因此成为分析生物样品中的化学成分的强有力工具。使用高亮度的同步辐射光进行红外显微与成像研究时，能够达到理论上衍射极限的高空间分辨率，在光阑孔径为5μm×5μm时依然可以得到较高强度和信噪比的红外谱图，克服了传统FTIR谱仪内置光源在小光阑孔径下信号弱、信噪比差、空间分辨率低的缺点。

同步辐射红外光谱技术可以应用于生物医学、药物、化学、材料、环境科学等领域的多种类型样品的分析。同时，红外时间分辨实验站可以探测样品点动态过程中有关结构、空间形态的物理变化。红外光谱跃迁的时间尺度是皮秒，远远小于核磁共振分析的时间尺度，因此具有研究时间分辨分子结构动力学的潜力。