分子的激發主要有熱激發等幾種方式。
熱激發 激發正常態分子中的電子，需要較大的能量，通常在火焰和高溫電爐中實現這種激發。激發分子振動所需能量比前者要小得多。
電子碰撞激發 通常用氣體放電中的熱電子或自由電子束來激發分子。具有足夠能量的熱電子與分子發生非彈性碰撞，使分子的內能增加實現激發。
光激發 用光子與分子相互作用來激發，而後分子發射熒光退激。觀測分子熒光的傳統方法是用汞燈作光源，經濾光後獲得的單色紫外線來激發。
化學能激發 在許多放熱化學反應中，釋放出的化學能部分地變成體系的內能激發了分子。它不同於熱激發，因爲在反應過程中能級上的粒子數分佈一般不同於熱平衡時的粒子數分佈，甚至可能出現布居數反轉。
能量轉移激發 在氣體放電中，有的原子或分子處於亞穩態，壽命較長（見原子的亞穩態），當它同其他分子碰撞時，由於能量轉移，前者返回基態，後者獲得能量而被激發。
粒子束激發 氣體放電中透過陰極上開孔的極隧射線是一束高速離子，可用以激發分子。
