mikrobang spektroskòpija, medžiagos molekulinės sandaros ir fizikinių savybių tyrimo metodai, pagrįsti mikrobangų spektrų, t. p. mikrobangų ir medžiagos sąveikos tyrimais; radiospektroskopijos šaka. Tiriamos dujinės ir kondensuotosios medžiagos. Mikrobangų spektroskopijoje naudojamos 300 MHz–300 GHz dažnio mikrobangos, nes šie dažniai sutampa su medžiagos molekulių rotacinių virpesių ir su elektrinių bei magnetinių dipolių kietajame kūne virpesių dažniais. Tyrimai atliekami mikrobangų spektrometrais, kurie dažniausiai susideda iš derinamojo dažnio mikrobangų šaltinio (pvz., atgalinės bangos lempa, Gunno generatorius, laisvųjų nereliatyvistinių elektronų lazeris), bangų ir medžiagos sąveikos erdvės, po sąveikos pakitusios spinduliuotės imtuvo (pvz., mikrobangų, optoakustinis imtuvas, atomų ar molekulių pluošto detektorius, radioteleskopas), matavimo duomenis apdorojančio įrenginio (kompiuterio). Matuojamo mikrobangų spektro linijos labai siauros, jų dažnis matuojamas labai tiksliai (linijos dažnio santykinė paklaida siekia 10–13), todėl mikrobangų spektroskopijos jautris labai didelis. Mikrobangų spektroskopija taikoma molekulinėje fizikoje, kietojo kūno fizikoje, astrofizikoje, astrochemijoje, meteorologijoje, okeanografijoje, hidrologijoje ir kitur. Iš molekulių rotacinių spektrų nustatoma, pvz., molekulių sandara ir dinamika, jų dipoliniai momentai, poliarizuojamumas, magnetinė juta, iš molekulinių spektrų supersmulkiosios sandaros – atomų branduolių kvadrupoliniai ir magnetiniai momentai, t. p. gaunama duomenų apie molekulių vidinius laukus, iš spektro linijų išplitimo dėl molekulių smūgių – apie molekulių sąveiką. Iš elektrinės poliarizacijos ir ją nusakančios dielektrinės skvarbos, t. p. mikrobangų energijos sugerties tiriamoje medžiagoje spektrų gaunama duomenų apie fazinius virsmus feroelektrikuose. Radioteleskopais tiriama tarpžvaigždinė medžiaga, cheminiai procesai ir fizikinės sąlygos įvairiose kosminės erdvės vietose. Nuotoliniais mikrobangų spektro matavimais iš palydovų tiriami aerozoliai atmosferoje, drėgmė, t. p. sniego danga, vandenyno paviršiaus turbulencija.
Lietuvoje mikrobangų spektroskopija plėtojama Vilniaus universitete Fizikos fakultete (J. Banys, Algirdas Brilingas, J. Grigas). Čia sukurti mikrobangų dielektrinės spektroskopijos metodai ir spektrometrai, ištirti dešimčių feroelektrinių kristalų faziniai virsmai, remiantis tyrimų duomenimis sukurti fazinių virsmų dinaminiai metodai. Tiriami feroelektrinės keramikos dielektriniai spektrai ir kita.