太赫茲脈沖的典型脈寬在皮秒量級，不僅可以方便時間分辨率的研究，還可以通過采樣測量技術有效抑制遠紅外背景噪聲的幹擾。目前，脈沖太赫茲輻射通常具有較低的太赫茲射線平均功率。但由於太赫茲脈沖的峰值功率較高，加上相幹探測技術獲得的太赫茲脈沖實時功率，因此具有較高的信噪比。目前，時域頻譜系統的信噪比可以達到10 5或更高。
太赫茲脈沖源通常只包含幾個周期的電磁振蕩，單個脈沖的頻帶可以覆蓋從GHz到幾十THz的範圍。許多生物大分子的振動和轉動能級，電介質、半導體材料、超導材料、薄膜材料等的聲子振動能級。屬於太赫茲波段範圍。因此，太赫茲時域光譜作為探測物質在太赫茲波段信息的有效手段，非常適合測量物質的吸收光譜，並可用於定性鑒別。
太赫茲光子的能量較低，頻率為1太赫茲的光子能量只有4毫電子伏左右，不容易破壞被探測物質。
許多非金屬非極性材料對THz射線的吸收很小，結合相應的技術有可能探測到材料的內部信息。例如陶瓷、紙板、塑料制品、泡沫等。對太赫茲電磁輻射是透明的，因此太赫茲技術可以作為X射線的非電離和相幹互補輻射源，用於機場、車站等場所的安全監控，例如檢測隱藏的走私物品，包括槍支、爆炸物、毒品等。以及檢測集成電路的焊接情況。極性物質對THz電磁輻射的吸收率很強，尤其是水。在太赫茲光譜技術中需要采取各種措施來避免水的影響。但在太赫茲成像技術中，這壹特性可以用來區分生物組織的不同狀態，如動物組織中脂肪和肌肉的分布，診斷人體燒傷部位的損傷程度，植物葉片組織中水分的分布等。與其他成像技術相比，太赫茲成像技術明顯提高了探測圖像的分辨率和景深(超聲波、紅外和X射線技術也能提高圖像分辨率，毫米波技術沒有明顯提高)。此外，太赫茲技術具有許多獨特的特性，如在異質材料中散射少，能夠探測和測量水汽含量等。
太赫茲光譜技術不僅信噪比高，而且可以快速分析和識別樣品成分的細微變化。太赫茲光譜技術是壹種非接觸測量技術，使其能夠快速、準確地測量半導體、介質薄膜和塊狀材料的物理信息。鑒於THz射線的特性，它將對通信、雷達、天文、醫學成像、生化鑒定、材料科學、安全檢查等領域產生深遠的影響，進而改變人們的生產和生活。