Toutefois, l'une d'elle aura été réfléchie par le miroir fixe et l'autre, par le miroir mobile. Recombinées, ces deux composantes interféreront entre elles. Le motif d'interférences résultant dépend nécessairement des distances séparant les miroirs de la séparatrice. En spectroscopie, l'interféromètre est muni d'une source polychromatique qui émet en même temps de la lumière à plusieurs fréquences, telle une ampoule électrique ordinaire, et le faisceau sortant du dispositif est focalisé sur un échantillon, lequel n'absorbe la lumière qu’à certaines fréquences bien précises. Une mesure de l'intensité du faisceau transmis par l'échantillon en fonction du déplacement du miroir mobile est appelée interférogramme.

Fourier, mathématicien français du XIX^e siècle, a montré que toute fonction f(x) périodique de période 2L pouvait s'écrire

comme une somme particulière, appelée série de Fourier, de fonctions sinus et cosinus ayant pour fréquences de multiples entiers de 1/2L. La transformée de Fourier n'est rien d'autre qu'une généralisation des séries de Fourier réalisées sur des fonctions de période infinie, c'est-à-dire non périodiques. Plus précisément, la transformée de Fourier
F(k) d'une fonction f(x) est définie par l'opération :

Dans le cas qui nous intéresse, x représente le déplacement du miroir mobile, alors que la quantité s=k/2, mesurée en
cm^-1, est appelée nombre d'onde. Pour les ondes lumineuses, le nombre d'onde s  est relié à l'énergie E(n)=hn des photons par la relation s=E(n)/hc, où h est la constante de Planck, n la fréquence associée au photon et c la vitesse de la lumière dans le vide.