红外激光化学，研究红外激光与物质相互作用所引起的化学和物理化学变化的光化学分支学科。经典光化学限定所用激发光的波长在可见光的范围之内，而且局限于单光子过程。红外光子的能量一般只能与某些分子的某个振动（或振转）跃迁相匹配，不足以引发化学键的断裂并引发化学反应。而大功率红外激光，由于其红外激光辐射的高单色性，频率可以调谐到与被激发分子的吸收频率相匹配；有可能促使分子在某个特定的振动模式下实现多光子吸收，使分子的能量状态顺着振动能级攀登，最终达到分子的电子激发态，从而引起化学键的断裂和化学反应的发生。大功率红外激光器种类很多，如连续波二氧化碳激光器、四氟化碳分子激光器、氨分子激光器以及可调谐的二极管激光器。红外激光化学既包括振动态激光化学，也包括红外多光子吸收的电子态激光化学。研究内容有红外激光光谱学和红外光化学反应。红外激光诱导化学反应包括红外敏化反应、振动异构化反应、红外异相催化反应、红外诱导链反应、红外光解范德瓦耳斯分子反应等。研究最多、最透彻的是红外多光子离解反应。红外激光技术的进步和这一技术在放射性同位素分离中的应用前景，使得这个领域在20世纪70年代后获得了飞速的发展。