Die EXAFS-Spektroskopie (von englisch extended X-ray absorption fine structure, EXAFS) ist ein Verfahren der Röntgenabsorptionsspektroskopie zur Analyse der kantennahen Feinstruktur eines Röntgenspektrums. Mit dieser Methode kann die Art, Anzahl und Entfernung von Nachbaratomen (Liganden) eines bestimmten chemischen Elements in Molekülen, einer Flüssigkeit oder einem Festkörper bestimmt werden. Die Methode wird auch als SEXAFS-Spektroskopie (von engl. surface extended X-ray absorption fine structure) bezeichnet, wenn sie zur Untersuchung von Molekülen an Oberflächen (engl. surface) verwendet wird.
Das Verfahren ist eng verwandt mit der Untersuchung der Röntgenabsorption direkt an der Absorptionskante, der Röntgen-Nahkanten-Absorptions-Spektroskopie (NEXAFS oder XANES). Mit ihr können unbesetzte Elektronenzustände (Orbitale) untersucht werden.