荧光是当某种物质受到一束激光激发后，物质的分子吸收一部分能量，并由基态跃迁到某一激发态，再以辐射跃迁的形式向外发出的一种产物，于此同时，这种物质也将重新回到基态。

当去掉激发光后，分子的荧光强度降到激发时的荧光最大强度I0的1/e所需要的时间，称为荧光寿命，常用τ表示。

假定一个无限窄的脉冲光(δ函数)激发n0个原子到其激发态,处于激发态的原子将通过辐射或非辐射跃迁返回基态。

假定两种衰减跃迁速率分别为Γ和knr,则激发态衰减速率可表示为： dn(t)/dt=-(Γ knr)n( t) (1) 其中n(t)表示时间t时激发态原子的数目，由此可得到激发态物质的单指数衰减方程。

n(t)= n0exp (-t/τ) (2) 式中τ为荧光寿命。

荧光强度正比于衰减的激发态分子数,因此可将上式改写为： I(t)=I0exp(-t/τ) (3) 其中I0是时间为零时的荧光强度。

于是，荧光寿命定义为衰减总速率的倒数： τ=(Γ knr )-1 (4) 也就是说荧光强度衰减到初始强度的1/e时所需要的时间就是该荧光物质在测定条件下的荧光寿命[1]。

实际上用荧光强度的对数对时间作图，直线斜率即为荧光寿命倒数的负值。

荧光寿命也可以理解为荧光物种在激发态的统计平均停留时间。

事实上当荧光物质被激发后有些激发态分子立即返回基态，有的甚至可以延迟到5倍于荧光寿命时才返回基态，这样就形成了实验测定的荧光强度衰减曲线。