La spectroscopie de fluorescence s’appuie sur le phénomène de luminescence, à savoir, le rayonnement émis par des molécules qui, après avoir été excitées par une onde électromagnétique, reviennent à leur niveau d’énergie inférieur. La luminescence est divisée en 2 catégories selon la nature de l’état excité : la fluorescence et la phosphorescence. Le diagramme de Jablonski permet de visualiser ces phénomènes.