背景：在19世纪，乔治·斯托克斯爵士（Sir George Stokes）发现，像氟石和铀玻璃这样的材料的荧光是由于材料吸收一定波长的光，然后在更长的波长重新发射。这种波长的变化被称为斯托克斯位移。
在现代量子图中，这对应于荧光材料吸收一个能量为Ei的入射光子，然后发射一个能量较低的光子Ee（即Ee因此，材料获得能量Ei−Ee，这些能量要么在稍后的另一个发射过程中被让出，要么最终加热材料。
Raman等人在量子力学的背景下研究了各种材料对光的散射，他们发现少量光子是非弹性散射的，这意味着入射光子的能量Ei与发射光子的能量Ee是不同的。我们现在把所有这样的非弹性光子散射过程称为拉曼散射。
在大多数这种情况下，光子会失去能量（斯托克斯位移）。偶尔，发射的光子会比入射光子（Ee>Ei）具有更多的能量，这被称为反斯托克斯位移。能量损失Ee−Ei来自于材料中的热量。
拉曼散射中斯托克斯位移率与反斯托克斯位移率的比值取决于样品中处于不同量子态的原子或分子的数量，因此也取决于材料的温度。温度越低，斯托克斯位移与反斯托克斯位移之比越大（显然，在零温度下，反斯托克斯位移是不可能的，因为没有内热来补偿材料的能量损失）。当其他方法不实用时，斯托克斯位移率与反斯托克斯位移率之比可用来测量材料的温度。