Акусти́ческая спектроскопи́я, экспериментальное исследование частотных зависимостей параметров распространения акустических волн в веществе (коэффициент затухания звука, скорости звука) в целях определения структуры или свойств вещества. Широкое распространение методы акустической спектроскопии получили в молекулярной акустике, где частотная зависимость поглощения звука в ультразвуковом диапазоне позволяет выявлять релаксационные процессы в жидкостях и газах (см. Акустическая релаксация). В гетерогенных средах и поликристаллических твёрдых телах, где затухание определяется в основном рассеянием звука, частотная зависимость коэффициента затухания связана с размерами неоднородностей.

Релаксационные процессы обусловливают и изменение скорости звука в зависимости от частоты, т. е. дисперсию звука. При этом если коэффициент затухания в релаксирующих средах может изменяться на несколько порядков величины, то скорость звука – всего на несколько процентов.

Анализ частотных зависимостей коэффициента затухания и скорости звука в твёрдых телах позволяет определить параметры кристаллической структуры и её дефекты, а также свойства носителей заряда и атомных ядер (см. Дислокации, Акустический парамагнитный резонанс, Акустический ядерный магнитный резонанс).

Дополнительную информацию о структуре и свойствах вещества можно получить путём изменения условий проведения спектроскопического эксперимента: температуры, внешнего давления, напряжённостей электрического и магнитного полей и т. п.

Акустическая спектроскопия требует высокой точности методов и аппаратуры, применяемых для измерений параметров распространения акустических волн: не менее $10^{–4}–10^{–5}$ для скорости звука, $(2–3)·10^{–2}$ для коэффициента затухания.