Rotatory sferyczne (grupy symetrii Td, Oh, Ih) oraz rotatory liniowe o symetrii D∞h nie mają trwałego momentu dipolowego, dlatego nie będzie możliwe otrzymanie dla nich absorpcyjnego widma rotacyjnego.
Intensywności linii rotacyjnych Im większy jest moment dipolowy molekuły, tym silniejsze będzie widmo rotacyjne.
Prawdopodobieństwo wystąpienia przejścia rotacyjnego to czynnik mający największy wpływ na intensywność obserwowanej rotacyjnej linii widmowej. Prawdopodobieństwo to jest proporcjonalne do początkowego obsadzenia rotacyjnych poziomów energetycznych. Obsadzenie rotacyjnych stanów energetycznych zależy od dwóch czynników. Pierwszym jest ilość molekuł w stanie wzbudzonym o liczbie kwantowej J w odniesieniu do ilości molekuł w stanie podstawowym, stosunek ten (NJ/N0) dla rotatorów liniowych jest opisany za pomocą rozkładu Boltzmana jako:
gdzie: – stała Boltzmana, – temperatura absolutna.
Drugim czynnikiem jest degeneracja stanu rotacyjnego. Każdy poziom rotacyjny jest (2J+1)-krotnie zdegenerowany. Degeneracja powoduje wzrost intensywności przejść rotacyjnych wraz ze wzrostem J, natomiast czynnik boltzmanowski powoduje jej eksponencjalne zmniejszanie wraz ze wzrostem J.