La energía incidente hace que los electrones de los átomos del material absorbente se exciten y salten de las órbitas internas de los átomos a las órbitas exteriores.

Cuando los electrones vuelven de nuevo a su estado original, emiten un fotón de luz.

El intervalo entre los dos pasos puede ser corto (menos de 0,0001 segundos) o largo (muchas horas). Si el intervalo es corto, el proceso se llama fluorescencia; si el intervalo largo, el proceso se llama fosforescencia. En ambos casos, la luz producida es casi siempre de menos energía, es decir, de longitud de onda más larga, que la luz excitante.