圆二色性（英语：Circular dichroism, 缩写：CD）是涉及圆偏振光的二色性，即左旋光的和右旋光的差分
吸收。左旋圆（LHC）的和右旋圆（RHC）的偏振光表示一个光子的两种可能的自旋角动量状态，因此圆形二色性也被称为自旋角动量的二色性。这种现象在19世纪上半叶被
让-巴蒂斯特·毕奥(Jean-Baptiste Biot)，奥古斯丁·菲涅耳(Augustin Fresnel)和艾梅·克顿（Aime Cotton）发现。它在
光学活性手性分子的
吸收带中被显示。CD
光谱学在许多不同领域中具有广泛的应用。最值得注意的是，使用
UVCD来研究
蛋白质的
二级结构。
UV/可见光CD被用于研究
电荷转移跃迁。
近红外CD被用于通过探测
过渡金属的
d→
d跃迁来研究
分子的几何和电子结构。振动圆二色性，其使用来自
红外能量区的光，被用于小有机分子的结构研究，并且最近被用于研究蛋白质和DNA。
一般而言，生物分子大多都具有
手征性，也就是说它们在
结构上有其他分子式相同但结构式不同的
对映异构体(分为L型和D型)，除此之外它们在光学特征上也有所差异。
通常光源在未经特殊处理前，其偏振方向通常是呈各种方向散射，经过
起偏器偏振化后，光波会变为偏振方向单一的光波（称为线性偏振光）。当此
平面偏振光通过手征性生物分子后，会分成左旋和右旋两道圆偏振光，最后再经过一道偏光镜使其重合为一线性偏光。
由于手征性生物分子结构上的影响，而使得左旋与右旋圆偏振光在
折射率上有所差异，因此在重合后会产生附加的
相位差，从而使得射出的合成线偏光在角度上产生偏转。
因为生物分子皆会在某一特殊光波长下有
吸收光，它们除了对左旋与右旋的吸收度不同外，振幅也不同。因此随着时间的，左、右旋两道圆偏光重合后的行进方式将由原来的圆型变为椭圆型。由行进速度不同振幅也不同的左、右旋圆偏光叠加重合后所产生的不再是线性偏振光，而是椭圆偏振光，这种特性即称为圆二色性。
线性二色性（英语：Linear dichroism，简称LD）是主要用于研究
分子功能和结构的
光谱技术。LD可以通过平行或垂直于一个取向方向轴的光吸收的差异测得。LD的测量基于光和物质之间的相互作用，是电磁光谱的一种形式，如今主要应用在研究
生物高分子（如
DNA）及人工合成的
聚合物方面。
LD是使用线性偏振光，即被
偏振（
极化）仅在一个方向上波动的光。光产生的波由仅在一个面内振动的电场向量，使光以典型的
正弦曲线形式传播通过空间。通过使用平行和垂直于分子取向方向的偏振光，可以测量某一个
一维的分子相对于其他分子多吸收了多少能量，为实验主义者提供了信息。
磁性圆二色性（英语：Magnetic Circular Dichroism）指材料在强磁场作用下，电子跃迁到不同的激发态。这些激发态对左旋和右旋圆极化光吸收是不同的，使材料出现磁性圆二色的性质。
1930年开始磁性圆二色性的研究；当时发展磁光在吸收带外的转动理论；把理论延伸到磁性圆二色性，但也没有很大的进展；直到1960年，许多人研究磁性圆二色性的吸收谱；包括溶液中稳定分子，固体，气体以及不稳定的分子等。1970年后；磁性圆二色谱仪已广泛用到科研方面；如卟啉和酞箐等的研究等。
要注意区分圆二色性和磁性圆二色性；首先二者的物理机制不同；圆二色性是由于材料分子的螺旋结构造成左和右圆极化光的吸收不同；而磁性圆二色性是由于材料在强磁场下，不同激发态对左，右圆极化光的吸收不同。在仪器要求方面，二者有许多重叠之处；但圆二色性的仪器一般选在紫外段；而磁性圆二色性则选在近红外；300-2000nm区段。
磁性圆二色性是能用来观察电子的基态和激发态的电子结构的光学技术；也是吸收谱仪的一种强有力的补充手段。它可以观察到普通光吸收谱很难看到的电子跃迁；能研究顺磁性和系统中电子对称性等。