当激发态分子以辐射跃迁的形式将其能量释放返回基态时，便产生分子发光。依据激发的形式不同，分子发光分为光致发光、场致发光和化学发光等。物质的分子吸收了光能而被激发，跃迁会基态所发射的电磁辐射称为光致发光。光致发光按激发态的类型又可分为荧光和磷光两种类型。
荧光和磷光分析方法特点是灵敏度高，灵敏度高于紫外-可见吸收光谱。虽然能产生荧光和磷光的化合物较少，但由于灵敏度高以及高选择性，在药物、临床、环境、食品分析以及生命科学等研究领域都有广泛的应用。每个分子中都具有一系列严格分立相隔的能级，称为电子能级，而每个电子能级中又包含有一系列的振动能级和转动能级。当分子吸收光子，电子跃迁至高能态，产生电子激发态电子。
荧光的产生过程
吸收外来光子后被激发到激发态的分子，可以通过多种途径丢失能量，回到基态。在很多情况下，分子回到基态时，能量通过热量等形式散失到周围。但是在某些情况下，能量以光子发射的形式释放出来。
荧光物质的激发光谱与发射光谱
荧光和磷光均属于光致发光，涉及激发光（吸收）和发射光，因而具有激发光谱和发射光谱。它们是荧光和磷光定性和定量分析的基本依据。
1、激发光谱 激发光谱是荧光物质在不同波长的激发作用下测得的某一波长处的荧光强度的变化情况。改变激发波长，测量在荧（磷）光发射波长处的荧光强度的变化情况。
2、发射光谱/荧光光谱 发射光谱是根据在某一固定波长的激发光作用下，荧光强度在不同波长处的分布情况，即可绘制荧光或磷光光谱曲线，荧光强度与其发射波长的关系。荧光光谱可用于鉴别荧光物质。
荧光分析仪
荧光光度计的结构组成
荧光分光光度计和紫外-可见分光光度计的基本组成部件相同，即有激发光源、激发单色器和荧光单色器和荧光单色器、样品池、检测器和记录显示装置五个部分。
由光源发射的光经第一单色器得到所需的激发光波长，通过样品池后，一部分光能被荧光物质所吸收，荧光物质被激发后，发射荧光。荧光仪器的单色器有两个，分别用于选择激发波长和荧光发射波长。为了消除入射和散射光的影响，荧光的测量通常在与激发光成直角方向上进行。为了消除可能共存的其它光线的干扰，如由激发所产生的反射光、Raman光以及将溶液中杂质滤去，以获得所需的荧光，在样品池和检测器之间设置了第二个单色器。荧光作用于检测器上，得到响应信号。
1、激发光源 激发光源应该具有足够的强度、使用波长范围宽、稳定等特点。常用的光源有高压汞灯和氙弧灯。
2、样品池 荧光用的样品池必须用低荧光的材料制成，通常用石英，形状以方形和长方形居多。它与吸收光谱分析法的液体池不同在于荧光样品池的四面均为磨光透明面，同时一般仅有一种光程长度为1cm的液体池
3、单色器 简单的荧光计采用滤光片作为单色器，滤光片常分为带通型及截至型两种，带通滤光片只透过或吸收某波长范围的光；截至滤光片只让某波长的光通过，截去其它的激发光和散射光等。荧光分析中应用最多的单色器为光栅单色器。激发单色器用于选择激发光的波长，发射单色器用于选择荧光发射波长，一般是后者的光栅闪耀波长比前者来得长一些。第一单色器置于光源和样品池之间，用以分离出所需用的激发光，第二单色器置于样品池与检测器之间，用以滤去杂散光、瑞利光、拉曼光和杂质所发射的荧光。
4、检测器 简易型的荧光计可用目视检测，或用硒光电池、光电管检测。现在的荧光计多采用光电倍增管进行检测。检测器的方向与激发光的方向成直角，以消除样品池中透射光和杂散光的干扰。还有光导摄像管用来作为光学多道分析器的检测器，它能同时接受荧光体的整个发射光谱。5、数据显示装置 荧光仪的读出装置有数字电压表或记录仪。
