非对称陀螺自由基在自由基家族中要占到相当比例，研究非对称陀螺自由基分子的光谱与结构是人们探索物质世界奥秘的重要步骤。同时，非对称陀螺自由基对大气化学、生物医学、材料科学等有重要意义，因而有关的光谱学研究一直在分子光谱学中占据着重要地位。本文对非对称陀螺自由基光谱的研究包括实验和理论两个方面。 二氧化氮是很重要的分子，激光磁共振是研究自由基超精细结构和Zeeman特性最强有力的手段之一。我们采用自制的CO激光磁共振谱仪，观测到了五组新的14N16O2v3带超精细结构分辨光谱，使NO2v3带激光磁共振谱线的数量由原来仅有的24条增加到300多条，在很大程度上丰富了研究NO2v3带超精细结构和Zeeman特性的实验资料。本文详细报道了这一实验的背景、装置、方法、条件和结果。 本文对非对称陀螺自由基光谱的理论研究是围绕着对NO2激光磁共振谱的标识分析展开的。我们首次将高阶离心畸变项、Coriolis相互作用和Zeeman效应同时引入非对称陀螺自由基分子的有效哈密顿量，自行开发了一套非对称陀螺自由基光谱标识分析计算程序。该程序可用于非对称陀螺分子振转、转动零场和磁共振谱的标识分析。采用该程序对PO2自由基基电子态气相光谱进行了整体分析，获得了目前最精确、完整的PO2基电子态分子结构参数。采用该程序对NO2光谱的标识分析表明，高阶离心畸变对该分子的高转动量子数能级有显著影响。对NO2基振动电子态光谱的整体拟合不但给出了迄今最精确、完整的NO2基振动电子态分子结构参数，而且也导致了对NO2 311μm远红外激光磁共振谱的成功标识。采用该程序对NO2v3振动态与v1，2v2振动态之间的Coriolis相互作用也进行了深入的研究。理论上取得的这些进展为最终成功标识NO2v3带激光磁共振谱扫清了障碍。