Nghiên cứu, phân tích phổ hồng ngoại IR và cộng hưởng từ hạt nhân NMR có thể hiểu được những tương tác liên kết hiđro trong những hệ khác nhau, cũng như những kiểu dao động của phân tử khi có liên kết hiđro hình thành bị ảnh hưởng. Thông thường, proton có mặt trong tương tác liên kết hiđro thường giảm độ bền khi phức hình thành (đối với liên kết hiđro cổ điển). Sự phát triển mạnh mẽ kĩ thuật laze đã giúp nghiên cứu những “đám” phân tử chọn lọc về kích cỡ và khối lượng được sinh ra trong tia siêu âm. Hobza và Muller-Dethlefs đã làm sáng tỏ tầm quan trọng của những phổ như vi sóng, phổ dao động, phổ ion hóa đa proton gia tăng cộng hưởng (REMPI), phổ quang ē năng lượng động năng ē “zero” (ZEKE) trong việc khảo sát tương tác không cộng hóa trị của các “đám” trong pha khí. Ngoài ra, còn dùng các loại phổ khác như phổ laze cộng hưởng đôi IR (IR/R2PI) cùng với những
kết quả tính toán quan trọng trong việc giải thích phương diện cấu trúc của những phân tử thơm được bao quanh bởi nhiều phân tử phân cực. Hơn nữa, Neusser và Siglow còn thảo luận những ứng dụng của phổ tử ngoại có độ phân giải cao UV để nghiên cứu những “đám” liên kết hiđro dạng ion hoặc phân tử trung lập. Phổ nhiễu xạ tia X còn là công cụ quan trọng trong việc nghiên cứu liên kết hiđro, đặc biệt là trong trạng thái tinh thể rắn. Khi cấu trúc tinh thể được xác định theo phương pháp tia X, chúng ta sẽ biết vị trí của tất cả các nguyên tử. Từ vị trí quan sát này ta có thể quan sát vị trí của nhóm AH đối với một nguyên tử B của phân tử lân cận và có thể “nhìn thấy” liên kết hiđro A-H∙∙∙B.