Jak już wiesz atom może zaabsorbować kwant energii przechodząc do stanu wzbudzonego. Elektron takiego atomu przechodzi na wyższy poziom energetyczny. Wzbudzony atom może wyemitować kwant energii, czemu towarzyszy przejście elektronu z powrotem z poziomu wyższego na niższy. Jeżeli na przykład atomy jakiejś substancji oświetlimy światłem ultrafioletowym, to elektrony tych atomów znajdą się w stosunkowo wysokich stanach energetyczne. (światło ultrafioletowe to fale elektromagnetyczne o nieco większych częstotliwościach od widzialnego światła fioletowego, a więc jego fotony przenoszą większą energię od fotonów światła widzialnego). Po krótkiej chwili elektrony powinny powrócić na pierwotny poziom emitując foton o odpowiedniej energii. Jednak elektrony atomów niektórych pierwiastków nie przeskakują bezpośrednio na poziom najniższy. Przeskakują najpierw na jakąś pośrednią orbitę i z niej dopiero na najniższą. Emitowane są więc dwa fotony, każdy o energii mniejszej od energii jednego fotonu promieniowania ultrafioletowego zaabsorbowanego na początku. Fotony te odpowiadają więc falom elektromagnetycznym o niższej częstotliwości, a więc mogą one być fotonami światła widzialnego.
Podsumujmy. Jeżeli oświetlimy atomy niektórych substancji światłem ultrafioletowym (niewidocznym dla ludzkiego oka), to zaczynają one emitować światło widzialne. Zjawisko to nazywamy fluorescencją.

Podobnym efektem jest efekt fosforescencji. Różnica polega na tym, iż elektrony nie przeskakują natychmiast do stanu niższego, lecz przez jakiś czas mogą pozostawać w stanie wzbudzonym. Czas pozostawania elektronu w stanie wzbudzonym nie jest ściśle określony, lecz dany pewnym prawdopodobieństwem. Jeżeli mamy próbkę zawierającą dużo atomów takiej substancji (na przykład cyferblat zegarka), to poszczególne z nich emitują fotony po upływie różnego czasu od momentu wzbudzenia. I tak niektóre atomy znajdą się ponownie w stanie podstawowym zaraz po wzbudzeniu, a inne dopiero po upływie kilku, kilkunastu minut bądź nawet kilku dniach. Jeżeli usuniemy źródło wzbudzające atomy (na przykład umieścimy próbkę w zaciemnionym pokoju) to będzie ona emitowała światło jeszcze przez jakiś czas, aż do momentu, gdy wszystkie jej atomy znajdą się w stanie podstawowym (oczywiście od pewnej chwili światło to będzie miało zbyt małą jasność abyśmy mogli je obserwować). Na tej właśnie zasadzie działa cyferblat samoczynnie świecącego w ciemności zegarka. Tak więc zjawisko fluorescencji i fosforescencji różnią się jedynie czasem trwania.

Innym wykorzystaniem fluorescencji są używane do oświetlania pomieszczeń świetlówki. Świetlówka składa się ze szczelnej rury wypełnionej atomami pewnego gazu. W rurze poruszają się z dużymi prędkościami elektrony przyśpieszane przyłożonym do niej napięciem. Elektrony zderzają się z atomami gazu wzbudzając je. Wzbudzone atomy emitują fotony światła ultrafioletowego. Rurę okrywa specjalna powłoka wykonana z materiału, który pod wpływem światła UV (ultrafioletowego) zaczyna emitować światło widzialne.