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振動分光法において、倍音バンドとは、分子が基底状態（v=0）から第2励起状態（v=2）へ遷移する際に、分子の振動スペクトルに現れるスペクトルバンドのことである。ここで、vは分子のシュレーディンガー方程式を解くことによって得られる振動量子数（非負の整数）である。
一般的に、分子の振動スペクトルを研究するために、化学結合の振動は単純な調和振動子として近似できると仮定されます。そのため、シュレーディンガー方程式では、振動エネルギーの固有状態とその固有値を求めるために、二次ポテンシャルが使用されます。これらのエネルギー状態は量子化されており、つまり、いくつかの「離散的な」エネルギー値しか取ることができません。電磁波が試料に照射されると、分子は放射線からエネルギーを吸収し、振動エネルギー状態を変化させることができます。しかし、分子が放射線からエネルギーを吸収できるのは、特定の条件、すなわち、分子が振動しているときに分子の電気双極子モーメントが変化する場合に限られます。この分子の電気双極子モーメントの変化により、分子の遷移双極子モーメントがゼロ以外になり、これは（選択則により）分子の振動状態におけるあらゆる遷移が起こるための必須条件となります。
重要なことに、単純調和近似の下では、遷移双極子モーメントがゼロでないのは、Δv=±1となる遷移の場合のみであることが示されます。したがって、理想的な単純調和振動する結合の場合、振動スペクトルには倍音は含まれません。もちろん、実際の分子は完全に調和振動するわけではありません。なぜなら、結合のポテンシャルは厳密には二次関数ではなく、モースポテンシャルで近似する方が適切だからです。対象分子のモースポテンシャルを用いてシュレーディンガー方程式を解くと、振動エネルギー固有状態が得られます。この固有状態には興味深い性質があり、様々な振動エネルギー準位遷移の遷移双極子モーメントを計算すると、Δv=±2、±3、±4などの遷移では遷移双極子モーメントがゼロになりません。したがって、実際の分子では、許容される遷移はΔv=±1、±2、±3、±4などの遷移となります。IRスペクトルで観測される倍音バンドは、v=0からv=2のエネルギー状態へのΔv=2の遷移の1つです。