O ácido ferúlico apresenta um sinal característico no IV em torno de 3400 cm⁻¹, ausente no ácido cafeico, devido ao grupo metoxila.

No espectro de ¹H-RMN, o ácido cafeico exibe sinal desprotegido em δ ~3,8 ppm devido à presença do grupo OH fenólico, ausente no ferúlico.

A presença do grupo metoxila no ácido ferúlico resulta em um sinal em δ ~3,7 ppm no ¹H-RMN e uma ressonância adicional na região de δ ~55 ppm no ¹³C-RMN.

A diferença entre os dois ácidos não pode ser determinada por RMN, sendo necessário o uso exclusivo da espectroscopia de massas.

O espectro de IV do ácido cafeico exibe bandas mais intensas na região de ~1650–1750 cm⁻¹ em comparação ao ferúlico, atribuídas ao estiramento dos grupos hidroxila fenólicos, cuja duplicidade não está presente no ácido ferúlico.