穆斯堡尔谱学是应用穆斯堡尔效应研究物质的微观结构的学科。穆斯堡尔效应即γ射线的无反冲共振吸收，是在1958年由德国物理学家穆斯堡尔发现的。穆斯堡尔效应对环境的依赖性非常高，常利用多普勒效应对γ射线光子的能量进行调制，通过调整γ射线辐射源和吸收体之间的相对速度使其发生共振吸收。吸收率（或者透射率）与相对速度之间的变化曲线叫做穆斯堡尔谱。穆斯堡尔谱的能量分辨率非常高，可以用来研究原子核与周围环境的超精细相互作用。
通过γ射线的无反冲共振吸收研究固体微观结构的谱学技术。以1958年发现该效应的R.L.穆斯堡尔的姓命名。当自由原子核发射或吸收γ光子时，由于核的反冲使发射谱与吸收谱相距甚远，因此不易观察到共振吸收效应。但如果把发射核与吸收核分别牢固地束缚在放射源与吸收体的所在固体点阵中，就可能消除原子核的反冲，如用含有同类原子核的固体样品为吸收体，则能有一定的几率实现γ射线无反冲的发射和共振吸收，通常用无反冲因子f表示实现这种过程的几率。这种现象称为穆斯堡尔效应。为观察到穆斯堡尔效应，必须使f＞0.01。由于吸收体和源中相同的穆斯堡尔原子核所处环境通常不同，因而其能量也不同，测谱时必须使源相对于吸收体以一定速度v往返运动，通过多普勒效应来调制所发生的γ射线的能量，同时测定γ射线的相对透射率，即可得到穆斯堡尔谱。
穆斯堡尔谱学中最常用的是57Fe的能量为14.4keV的γ射线，能量分辨率可以达到10-13。119Sn也经常用到。穆斯堡尔谱学在物理学、化学、生物学、地质学、冶金学、矿物学等领域都得到广泛应用。近年来穆斯堡尔谱学也在一些新兴学科，比如材料科学和表面科学领域，开拓了广泛的应用前景。