In fluorescenza, un oggetto assorbe e rilascia energia luminosa inferiore quasi simultaneamente, ma nella fosforescenza, il rilascio di luce viene ritardato. Sia la fluorescenza che la fosforescenza sono tipi di fotoluminescenza.
La differenza nel tempo prima che la luce venga emessa in fluorescenza e fosforescenza può essere spiegata osservando i processi elettronici coinvolti. Quello che succede in fluorescenza è che quando un elettrone orbitale di un atomo ritorna al suo stato fondamentale dopo essere stato eccitato ad uno stato quantico più elevato, emette un fotone di luce. Ciò si verifica in pochi millisecondi. Nella fosforescenza, l'eccitazione a uno stato superiore comporta un cambiamento nello stato di spin dell'elettrone. Per questo motivo, gli elettroni non possono facilmente tornare allo stato fondamentale. Questo processo può richiedere minuti o ore.
Un classico esempio di materiali fosforescenti sono oggetti che brillano al buio. Quando vengono posizionati in una stanza luminosa, questi oggetti si ricaricano per un po 'e poi si illuminano quando vengono spostati in una posizione buia, quindi gli oggetti luminosi cessano di emettere luce dopo un po' di tempo. Un esempio di fluorescenza può essere visto quando si utilizza una luce nera. Alcuni oggetti si illuminano immediatamente, ma solo quando la luce nera li illumina.