Die Matrixisolation ist eine Nachweismethode für reaktive Moleküle. Diese Moleküle werden bei sehr tiefer Temperatur in niedriger Konzentration in eine Matrix eingebettet und können so spektroskopisch untersucht werden. Als Matrixmaterial wird vor allem festes Edelgas oder fester Stickstoff verwendet. Als spektroskopische Techniken kommen hauptsächlich Infrarotspektroskopie und UV/VIS-Spektroskopie zur Anwendung. Beispiele für reaktive Moleküle sind Radikalverbindungen, Silaethen und Cyclobutadien.
Ein Pionier bei der Entwicklung dieser Technik war der amerikanische Chemiker George C. Pimentel.