Fluoresenssi on optinen ilmiö, joka ilmenee hehkuvana valona. Havaitsemme sen joka päivä energiansäästöisissä pienloistelampuissa, joita käytetään monissa kotitalouksissa ja eräissä hehkutulpissa, mutta myös yökerhoissa. Sitä kutsutaan usein ”kylmäksi valoksi”, koska useimmat fluoresoivat aineet lähettävät hyvin vähän lämpöä. Tämä on hyvin erilainen kuin hehkulamppu, sellainen valotyyppi, joka löytyy perinteisistä hehkulampuista ja joka säteilee korkeista lämpötiloista.
Toinen ilmiö, joka on hyvin samanlainen kuin fluoresenssi, on fosforesenssi. Kummassakin tapauksessa kylmä valo säteilee, kun valoa säteilevä esine altistuu ulkoiselle energialähteelle. Fluoresenssi eroaa kuitenkin fosforoinnista siinä mielessä, että loisteputki lakkaa heti energialähteen poistamisen jälkeen, kun taas fosforoiva valo hehkuu vielä jonkin aikaa sen jälkeen.
Tämä ilmiö ilmenee, kun suuren energian fotoni vaikuttaa fluoresoivaan materiaaliin tai fluoroforiin ja herättää elektronit, jotka muodostavat fluoroforin atomit. Nämä elektronit ajetaan suurienergiseen tilaan, josta ne lopulta palaavat normaaliin tai perustilaan. Tämän prosessin aikana ylimääräinen energia voidaan vapauttaa toisena fotonina, joka kuljettaa vähemmän energiaa kuin se, joka alun perin vaikutti fluoroforiin.
Tämä alemman energian fotoni on se, mitä silmämme pystyvät ottamaan vastaan loistevalona. Säteilevän fotonin aallonpituus voi olla paljaalla silmällä havaittavissa, tai se voi olla lyhyempi tai pidempi aallonpituus ja näkyvissä vain tietyillä suodattimilla. Tietylle fluoroforille jännittävän fotonin aallonpituuden ja emittoidun fotonin aallonpituuden välinen suhde on vakio. Tämä tarkoittaa sitä, että jos tiettyä fluoroforia havaitaan mikroskoopilla käyttäen jatkuvatehoista laseria, okulaarin läpi näkyvä väri pysyy samana.
Fluoresenssia käytetään laajalti biokemiallisessa ja molekyylitutkimuksessa sekä oikeuslääketieteessä. Esimerkiksi DNA voidaan visualisoida käyttämällä fluoresoivaa yhdistettä, joka tunnetaan nimellä etidiumbromidi, joka sitoutuu tiettyihin DNA -tyyppeihin ja mahdollistaa niiden näkemisen oranssina nauhana UV -valossa. Oikeuslääketieteen tutkijat käyttävät myös tiettyjen kehon nesteiden, kuten veren, virtsan ja siemennesteen, fluoresoivaa luonnetta löytääkseen ne rikospaikalta. Ne hehkuvat UV -valon alla, vaikka ne olisivat näkymättömiä luonnonvalossa. Sitä voidaan käyttää myös maalauksessa ja muussa taiteessa, jossa käytetään fluoresoivia materiaaleja ja jotka näytetään UV -valossa luomaan muukalaisia vaikutuksia. Tietyt keräilyesineet, kuten jalokivet, voidaan tunnistaa tällä tavalla. Esimerkiksi jotkut timantit hohtavat sinisenä, kun ne altistuvat UV -valolle.