Bei der Fluoreszenz-Spektroskopie wird das Zielobjekt mit einer bestimmten Lichtwellenlänge beleuchtet. Das vom Zielobjekt daraufhin bei größeren Wellenlängen abgegebene Licht spektral aufgenommen und analysiert. Es handelt sich hierbei eine um schnelle, empfindliche Analysemethode für die Charakterisierung verschiedenster Materialien. Der große Vorteil der Fluoreszenz-Spektroskopie gegenüber anderen Techniken wie die Absorptions-Spektroskopie liegt darin, dass das Fluoreszenz-Verfahren ein positives Signal vor einem im Allgemeinen sehr kleinen Hintergrund erzeugt. Dadurch können auch geringe Analytkonzentrationen erkannt werden. In der biomedizinischen Forschung werden sehr häufig die zu untersuchenden Moleküle (z.B. Proteine) gezielt mit fluoreszierenden Liganden markiert. Die Fluoreszenz-Spektroskopie ermöglicht dann die Kartierung der Konzentrationen dieser Moleküle im Gewebe bzw. in der Zelle.