물질이 빛을 흡수하면 진동과 회전전위의 변화를 수반하는 전자전위의 변화가 발생한다. 빛의 흡수로 인하여 원자나 분자의 전자배열이 기저상태(ground state)에서 들뜬상태(excited state)로 바뀌게 된다. 일반적으로 들뜬상태의 원자나 분자는 매우 불안정하기 때문에 흡수한 빛에너지를 열의 형태로 방출하던가 또는 다른 파장의 빛으로써 재방출하여 원래의 기저상태로 되돌아가게 된다. 이와 같이 빛을 흡수한 어떤 물질이 기저상태로 되돌아가면서 재방출하는 빛을 형광(螢光)이라하고, 이와 같은 성질을 지니는 물질을 형광물질이라고 한다. 수용액에 있어서 들뜬상태의 수명은 10-9초 정도인데 이 시간 동안에 내부 진동과 같은 이유로 에너지의 손실이 발생하므로 형광의 파장은 언제나 흡수되는 빛의 파장보다 길다. 형광물질이 방출하는 형광의 강도는 시료 중의 형광물질의 농도가 높을수록 강하기 때문에 이러한 현상을 이용하여 시료 중의 형광물질을 정량분석할 수 있다.
