Изобретение относится к оптическим методам исследования тонких слоев на поверхности металлов и полупроводников, а именно к инфракрасной (ИК) спектроскопии диэлектрической проницаемости. Способ диэлектрической спектроскопии включает воздействие на слой зондирующим излучением, для которого материал тела имеет известную диэлектрическую проницаемость с отрицательной действительной частью, преобразование излучения в поверхностную электромагнитную волну (ПЭВ), измерение интенсивности поля ПЭВ после пробега ею различных макроскопических расстояний, определение комплексного показателя преломления ПЭВ по результатам измерений и известной толщине слоя, расчет диэлектрической проницаемости материала слоя путем решения дисперсионного уравнения ПЭВ для волноведущей структуры, содержащей поверхность и слой. Излучение выбирают имеющим сплошной или дискретный спектр, преобразуют его в набор ПЭВ, частоты которых равны частотам компонент излучения. Изобретение позволяет расширить частотный диапазон и сократить время измерений. 2 ил.