No espalhamento anti-Stokes, o fóton incidente de energia hν₀ encontra a molécula em um estado vibracional excitado e_ν e, após a interação, o fóton é espalhado, deixando a molécula no mesmo estado excitado.

No espalhamento Raman Stokes, o fóton de energia hν₀ encontra a molécula no estado vibracional fundamental e, após a interação, o fóton é espalhado com energia hν₀ - e_ν, deixando a molécula no estado excitado com energia e_ν,

Devido ao fóton incidente encontrar a molécula em um estado excitado, cuja população decresce de acordo com a lei de distribuição de Boltzmann, o espalhamento Stokes tem intensidade menor do que o anti-Stokes.

Os espectros Raman resultantes dos espalhamentos Stokes e anti-Stokes apresentam mesma intensidade.

No espalhamento inelástico, o fóton espalhado tem a mesma energia que o fóton incidente.