非弹性电子隧道谱( Inelastic Electron Tunneling Spectroscopy, IETS) 技术是指通过记录和分析金属-绝缘体-吸附物-金属结构的隧道电流和电压得到体系中各组分的精响的振动信息和电子波谱信息的技术，如磁振子和声子等的实验工具。

IETS具有高分辨率和高灵敏度。同时，IETS中的谐波和组合能带影响很小，使其谱标识比红外谱和拉曼光谱更加简单。利用IETS技术还可以观察到光学禁绝跃迁。由于氧化物的光请强度比吸附物光谱弱，而IETS的光谱所覆盖的范围很大(50～19000cm-1)，因此可以在氧化物谱的红外区得到吸附物光谱。

当电子穿过一个氧化层时，一些电子可以通过激发氧化物或吸附物的振动而损失能量，这是一个非弹性过程，往往会导致额外的隧穿路径。在没有任何非弹性相互作用的情况下，1-U特性曲线是条平滑的曲线， 其二次导数为零。而在典型的MOS结构中，存在多种非弹性模式，包括声子、各种黏合振动、键合缺陷和杂质等。当施加在氧化层两端的电压导致费米能级分裂且等于隧穿电子的非弹性相互作用导致的能量损失时，附加的导电通路使得1-U特性曲线的斜率在该处增加，I-U曲线的二次导数在此处出现峰值。峰值的电压位置对应非弹性相互作用的特征能量，且与坐标轴围成的面积和非线性相互作用的强度成比例。

隧穿电子在非弹性相互作用后损失能量，并且增加了有效隧道势垒，之后的隧穿概率也随之降低。在IETS中，阴极附近的由于非弹性相互作用产生的峰的强度小于阳极附近由于类似相互作用产生的峰的强度，因为阴极的隧穿电子在较低的能量下穿过了大部分势垒，并因此观测到了更高的隧道势垒。也就是说，IETS更优先显露阳极附近的非弹性相互作用。这种偏置极性的依赖性便于区分MOS结构中两个不同界面之间的结构和键合缺陷。

将扫描隧道显做镜(STM)的尖端保持在表面上的固定位置并扫描偏置电压，可以记录该点处的1-U特性，这种技术被称为扫描隧道谱(Scanning Tunneling Spectroscopy);假设尖墙处有恒定的态密度，那么它的一阶导数给出了关于衬底的局部态密度(LDOS)的信息，二阶导数给出了关于吸附物在IETS中的振动信息，这也是该技术通常被称为STM- IETS的原因。在这种情况下，绝缘氧化层就相当于尖端与吸附物之间的缝隙。SM-IETS首先由Stipe、Rezaei 和Ho在1998年提出，极低的温度和极端的机械稳定性(尖端在被吸附物上的机械振动的振幅必须在pm量级或更小的范围之内)使得这项技术在实验中很难实现。

近年来，一种新的方法是在带有吸附物的两个电极之间利用单个分子制作一个分子传输结，有时在这个分子附近还会加上额外的栅电极。这种方法与STM- IETS相比，其优点在于两个电极与吸附物直接接触，而非存在一个间隙；其缺点是在两个电极之间创建和识别恰好只有一个分子的传输结非常困难。