荧光光谱是指某些物质经某波长入射光照射后，分子从能级Sa被激发至能级Sb，并在很短时间内去激发从Sb返回Sa，发出波长长于入射光的荧光。
设分子能级为基态Sa，激发态Sb。
分子在能级Sa和Sb上的分布按照波尔兹曼分布规律：
基态上分子数目变化速率为
平衡时（稳定态），上式为0：又有：
迁移几率（爱因斯坦系数）
偶极强度
频率ν处的入射光强
推导出：Sb通过发射光子从回到Sa的几率，即衰减常数λ
Sb上的分子去激发速率
上式的一个解为
可见激发态上的分子数目以指数形式衰减，衰减常数为AbaSb的辐射寿命为（此处参考指数衰减）
此仅当吸收的光子和随后发射的光子相同时候有效，即全部吸收的光能量通过辐射过程全部发出光子消耗掉。而实测时激发态寿命很少和上述寿命一致，因为激发态除了直接发射光子外有很多其他途径失去能量。
Sb通过发出荧光回到Sa的过程的反应速率，即固有荧光速率常数 kF
Sb回到Sa的其他非辐射途径包括内转变，系统间转变，猝熄作用，其速率常数分别为kIC,kIS,kQ则Sb总的去激化（熄灭）常数为kF+kIC+kIS+kQ
荧光量子产率
也可以写作发射光子数/吸收光子数，即发射的荧光光子数/入射光照射时的吸收量
因为大量的非辐射过程的存在，所以激发态实际衰减时间远小于理想的辐射寿命τR描述此动力学过程
此方程的一个解为
Sb是激发态上的分子数
吸收曲线的0,0跃迁与发射曲线的0,0跃迁不重合，之间有一位移，荧光光谱较相应的吸收光谱红移。原因是分子在处于激发态期间进行了重定向/重排布，消耗了能量，故荧光光谱的0,0峰向低能量（高波长）方向平移。
得到
观测发射强度为
k=2.303ld
给一束脉冲入射光后，发射光在脉冲后的时间t时的强度I(t)，与激发态的衰减率dSb/dt及激发态通过荧光衰减的比率φF（量子产率）成比例：
随时间表现为指数衰减
系统内有一种荧光物质时：
系统中有两种荧光物质时：
Em是荧光强度，上述公式为荧光衰减（decay）公式
对高浓度溶液而言，荧光的再吸收不能忽略。大部分入射光在系统前半部分被吸收，发射的荧光被再吸收，只有少量的荧光通过狭缝入射到荧光探测器上，使得探测到的荧光强度减少。
去激发同样可能由于碰撞或和溶剂分子的混合导致，以速率kQ发生。和其他过程不同，考虑碰撞时此猝熄是一个双分子过程。Sb + Q → Sa + Q (kQ)
因为Q通常浓度远大于Sb ，此过程被视为一个伪一级反应，kQ的值可通过变化猝熄剂Q的浓度，观察对φF的影响测得。芳香类发色基的辐射寿命通常为1*10-9到100*10-9秒。因此，相比较而言，猝熄过程是相当有效率的。普遍的猝熄剂如O2和I-离子，每和激发态分子碰撞一次就会使其去激发一次。此反应速率仅被扩散限制。在微摩尔浓度猝熄剂下，碰撞发生速率为108每秒，因此可以观察到明显的猝熄。
τ0可测，以F0/F对作图求得kQ
简称FRET，此过程适用与计算两端带发色基的高分子长度。
存在供体D和受体A，当光入射时，激发基态供体Da→Db，Db又去激发，通过共振将能量传递给Aa，使得Aa→Ab。
定义迁移效率（E）是Db去激发传递能量到Aa占总Db去激发的比例
通过一系列复杂的计算和变化，此处省略，得：
推导出：
这里R0对一个固定的化学系统而言是常数，R是供体和受体之间的距离，R越接近R0，测计算越精确。
此外计算E的方法有：
