拉曼光譜在材料科學中是物質結構研究的有力工具，在相組成界面、晶界等課題中可以做很多工作。包括：
1、薄膜結構材料拉曼研究：拉曼光譜已成CVD化學氣相沉積法、制備薄膜的檢測和鑒定手段。拉曼可以研究單、多、微和非晶硅結構以及硼化非晶硅、氫化非晶硅、金剛石、類金剛石等層狀薄膜的結構。
2、超晶格材料研究：可通過測量超晶格中的應變層的拉曼頻移計算出應變層的應力，根據拉曼峰的對稱性，知道晶格的完整性。
3、半導體材料研究：拉曼光譜可測出經離子注入后的半導體損傷分布，可測出半磁半導體的組分，外延層的質量，外延層混品的組分載流子濃度。
4、耐高溫材料的相結構拉曼研究。
5、全碳分子的拉曼研究。
6、納米材料的量子尺寸效應研究。