Fluorescencija je pojava kod koje tvar izložena elektromagnetskom zračenju emitira elektromagnetsko zračenje manje valne duljine od onog kojim je izložena. Poput ostalih vrsta luminiscencije fluorescenciju pokazuju samo određeni materijali.
Fluorescencija nastaje kada foton upadnog zračenja pobudi elektron iz molekule u neko pobuđeno stanje. Molekula se iz pobuđenog stanja može vratiti u osnovno stanje bilo emitiranjem fotona, bilo bez emitiranja fotona – neradijativnim putem. Kako svaka molekula pokazuje vibracije koje su kvantizirane, pobuđivanjem elektrona iz osnovnog stanja, molekula će se pobuditi u neko pobuđeno vibracijsko stanje pobuđenog elektronskog stanja. Koje će vibracijsko stanje biti najviše pobuđeno ovisi o preklapanju valnih funkcija osnovnog vibracijskog stanja osnovnog elektronskog stanja i vibracijskih stanja pobuđenog elektronskog stanja, a opisuje se Franck-Condonovim principom.
Fluorescencija se koristi u fluorescentnim žaruljama. Unutrašnjost fluorescentne žarulje je ispunjen plinom pod niskim tlakom, kojem se elektrodama dovodi električna energija. Plin svjetli, uglavnom emitirajući ultraljubičasto zračenje. Tvar koja je nanesena na stjenke fluorescentne žarulje apsorbira ultaljubičasto zračenje i procesom fluorescencije emitira vidljivo zračenje niže valne duljine. Na taj način fluorescentne žarulje većinu emitiranog zračenja emitiraju u vidljivom području.