Dazu wird mit einem Laserstrahl auf die zu untersuchende Materie eingestrahlt. Das gestreute Licht wird spektral analysiert. Dabei werden Linien beobachtet, die gegen die des eingestrahlten Laserlichts verschoben sind.

Der Grund liegt in einer Wechselwirkung des Lichtes mit der Materie, bei dem Energie vom Licht auf die Materie übertragen wird ("stokes" Seite des Spektrums), bzw. Energie von der Materie auf das Licht ("anti-stokes" Seite des Spektrums). Da die Wellenlänge des Lichtes (damit seine Farbe) von der Energie des Lichtes abhängt, bewirkt dieser Energieübertrag eine Verschiebung der Wellenlänge des eingestrahlten Lichtes.

Betrachtet man diesem Effekt im Teilchenbild des Lichtes, so führt ein Lichtquant (Photon) einen inelastischen Stoß mit Quasiteilchen in der Materie (zum Beispiel einem Phonon, einer quantisierten Gitterschwingung) durch.