Спектр флуоресценции образуется следующим образом: 3

1. Вещество возбуждается путём поглощения фотона из своего основного электронного состояния в одно из различных колебательных состояний в возбуждённом электронном состоянии. 3
2. Столкновения с другими молекулами приводят к тому, что возбуждённая молекула теряет колебательную энергию до тех пор, пока не достигнет самого низкого колебательного состояния по сравнению с возбуждённым электронным состоянием. 3
3. Затем молекула снова опускается на один из различных колебательных уровней основного электронного состояния, испуская при этом фотон. 3

Поскольку молекулы могут опускаться на любой из нескольких вибрационных уровней в основном состоянии, испускаемые фотоны будут иметь разную энергию и, следовательно, частоты. 3

Спектр флуоресценции сдвинут относительно спектра поглощения в сторону длинных волн (явление получило название «Стоксов сдвиг»). 25 Его причиной являются безызлучательные релаксационные процессы: часть энергии поглощённого фотона теряется, а испускаемый фотон имеет меньшую энергию и, соответственно, большую длину волны. 25