La spectroscopie Raman présente plusieurs avantages significatifs par rapport à d'autres techniques de spectroscopie vibrationnelle, comme la spectroscopie infrarouge (IR) ou proche infrarouge (NIR). Contrairement à la spectroscopie d'absorption, la spectroscopie Raman repose sur la diffusion inélastique de la lumière par un échantillon. Cela permet de mesurer directement les solides, liquides et gaz sans nécessiter de préparation complexe des échantillons. De plus, les analyses peuvent être effectuées à travers des matériaux transparents, tels que le verre ou le plastique.
Un autre atout majeur de la spectroscopie Raman est la faible intensité du signal Raman de l'eau. Cette caractéristique permet de détecter facilement des composés dissous dans l'eau, sans subir d'interférences significatives.