Podczas standardowego eksperymentu, zarówno promieniowanie wzbudzające ("pompa") oraz promieniowanie absorbowane przez próbkę ("sonda") generowane są z tego samego źródła - najczęściej lasera impulsowego. W przypadku dostatecznie powolnych procesów, zadowalająca rozdzielczość czasowa może być osiągnięta przy wykorzystaniu ciągłego źródła promieniowania próbkującego, w połączeniu z serią konwencjonalnych pomiarów spektrofotometrycznych.
Fundamentem technik czasowo-rozdzielczych jest zdolność układu do precyzyjnego zarejestrowania dwóch odrębnych zdarzeń w czasie rzeczywistym. Tym samym, im szybsza detekcja, tym lepsza rozdzielczość czasowa danych. Wynika z tego, że spektroskopia wykorzystująca jako źródło laser np. femtosekundowy pozwala uzyskać wyższą rozdzielczość czasową danych niż spektroskopia wykorzystująca laser nanosekundowy. W układzie TAS, wiązka pompująca najpierw wzbudza próbkę, a następnie odpowiednio opóźniona wiązka sondująca dociera do próbki. W celu utrzymania korzystnego rozkładu widmowego, obydwa impulsy pochodzą z jednego źródła promieniowania zewnętrznego.