光子入射到介质分子当中时，大多数的光子发生弹性散射，这被称为瑞利散射，瑞利散射光子的能量与入射光子的能量是相同的，即波长不发生变化。同时，小部分的光子与介质中的分子发生了能量交换，这种现象称为非弹性散射，非弹性散射主要包括布里渊散射和拉曼散射。
C.V.Raman在1928年发现当使用石英水银灯照射甲苯溶液时，相较于入射光的光谱照片，出射光的光谱照片上增加了一些光谱成分[1]，这是拉曼散射首次被发现和报道。
在通常情况下，物质的吸收截面为~10-16cm-1，荧光散射截面为~10-18cm-1 ，而自发拉曼散截面通常只有10-28～10-30cm-1，因此自发拉曼散射发生概率一般小于10-7 ，即假设有107个入射光子，只有不到一个光子会转换为拉曼光子。
由于自发拉曼散射的信号弱，因此常常需要很长的积分时间，很难进行成像研究。
[1] C. V. Raman, K. S. Krishnan. The optical analogue of the Compton effect. Nature, 1928, 121 (3053): 711