Pełna charakterystyka widmowa fluorescencji wymaga przedstawienia widma wzbudzenia i widma emisji (właściwe widmo fluorescencji). Widmo wzbudzenia (zależność natężenia promieniowania emitowanego od długości fali promieniowania wzbudzającego, przy danej długości fali światła emitowanego; XEM = const., X.EX zmienia się) informuje o długości fali światła wzbudzającego, przy której obserwowane jest maksymalne natężenie światła emitowanego. Widmo emisji (zależność natężenia promieniowania emitowanego od długości fali światła emitowanego, przy danej długości fali światła pobudzającego; kEX = const., kEM zmienia się) informuje o tym, jakie jest natężenie poszczególnych emitowanych długości fal, a wśród nich wskazuje tę, która ma największe natężenie.
Zjawisko fluorescencji wykorzystywane jest do wykrywania i identyfikacji związków chemicznych oraz do ich ilościowego oznaczania.
Powszechnie stosowanym przyrządem do fluorescencyjnych badań jakościowych jest lampa kwarcowa. Jej zasadniczym elementem jest lampa rtęciowa wytwarzająca promieniowanie UV oraz filtr Wooda (tzw. czarne szkło), który przepuszcza promieniowanie nadfioletowe w zakresie 320 - 400 nm (maksimum przepuszczalności przypada na długość fali 360 nm) i jednocześnie jest nieprzezroczysty dla światła widzialnego. Fluorescencyjna analiza jakościowa stosowana jest w mineralogii (identyfikacja kamieni szlachetnych), chemii analitycznej i farmaceutycznej, medycynie (wyznaczanie granicy tkanek, prześwietlanie miejsc operowanych np. tkanka łączna fluoryzuje - mięśnie nie), toksykologii, kryminalistyce (odróżnianie banknotów prawdziwych od fałszywych, wykrywanie śladów krwi) oraz w analizie środków spożywczych (wykrywanie zafałszowań).
Podstawą oznaczeń ilościowych jest liniowa zależność natężenia fluorescencji Ij od stężenia związku fluoryzującego C wyrażona wzorem:
If=I0-k-C-l
gdzie:
I0 - natężenie promieniowania padającego
/ - grubość warstwy badanego roztworu
k - współczynnik fluorescencji; wartość charakterystyczna dla danej substancji i określonych warunków pomiaru
Natężenie fluorescencji zależy również od pH roztworu, temperatury (wzrost temperatury obniża natężenie fluorescencji), użytego rozpuszczalnika oraz obecności substancji wygaszających fluorescencję (np. NaCl, KJ).