材料分子结构分析着重于各种材料分子结构的现代分析技术和方法，主要从波谱分析、色谱分析及热分析三个最基础的方面阐述材料分子结构表征技术的基本原理、测试方法、最新技术和手段及图谱分析方法。从各大类分析方法的共性入手，系统阐述各种分析方法的基本原理、特征、影响因素、常见设备、制样方法、分析方法，分析对象包括有机材料、高分子材料、无机材料和复合材料等多种材料。

其中，波谱分析主要涉及紫外-可见光光谱，红外光谱、拉曼光谱、分子荧光光谱、核磁共振波谱等，色谱分析主要包括薄层色谱、柱色谱、气相色谱、液相色谱、凝胶渗透色谱等，热分析主要有热重分析、差热分析、差示扫描量热法、动态热机械分析等。本课程所涉及的用于材料分子结构分析的仪器和内容与培养方案中《材料分析理论和方法》的专业选修课内容正好形成互补，从而可以全方位覆盖材料结构分析技术，这可谓是仪器分析类课程的一大特色。

与本科材料分析测试类课程相比，本课程的基本原理内容更深入，更强调各类材料分析测试手段间的联系及共性。在每一大类测试方法的开篇都会提炼出其中共性，对共同原理进行分析和讨论，并对同大类的各种测试方法均会进行比较。现代分析测试手段多样，在每大类测试方法中选择最常规和最广泛使用的分析方法，以所属大类技术的共同原理和其自身特有的基本原理为本，便于从本质入手掌握基本原理，抓住重点，更好地举一反三，触类旁通，以便更快理解最新技术和发展新技术。

课程中将结合理论进行大量的实例分析，学生将动手针对自己的样品实际进行测试操作实践，理论联系实际，注重在实践中融会贯通各理论，培养研究生的动手和创新能力，同时还将引入大量当代最新研究成果，使研究生能紧跟科学前沿，在进一步理解材料分子结构分析手段在现代材料学研究中的作用和意义的同时，培养创新思维方式。因此本课程与本科的分析测试课程有明显的深度、广度和实践性上的差别。