Bei der modellgestützten UV/VIS/NIR-Spektroskopie werden Standard-Spektroskopieverfahren (eventuell mit optimierter Geometrie) um eine auf der Strahlungstransporttheorie basierenden Auswertung erweitert. Dadurch können die optischen Effekte (Streuung und Absorption) voneinander getrennt werden. Im einfachsten Fall wird die Streuung mit einem spektral aufgelösten effektiven Streukoeffizienten und die Absorption mit einem spektral aufgelösten Absorptionskoeffizienten beschrieben.

Der effektive Streukoeffizient hängt dabei von der Mikrostruktur des Mediums ab und der Absorptionskoeffizient ergibt sich aus der linearen Überlagerung der Absorptionskoeffizienten der einzelnen Inhaltsstoffe. Bei Kenntnis der Absorptionsspektren des einzelnen Inhaltsstoffe können dann, durch linearer Überlagerung der Ausgangsspektren, kalibrationsfrei deren Gehalte bestimmt werden.