原子發射是利用高溫等產生氣態原子并將它們激發，收集測量回到基態時所發出的光，原子發射光譜的特點是復雜，一個原子可能有好多條譜線，可定性，也可定量。

原子熒光，可分為兩種，一種是x-ray熒光，是對于內層電子的激發，導致外層電子向內層躍遷，產生的熒光。另一種是用特定光源去激發外層電子，并測量熒光。特點是譜線簡單，因為只有一種或幾種可能的躍遷模式，而且檢出限相比發射一般會低一些。

分子熒光，類似原子熒光，是用特定波長的紫外或可見光激發分子中的電子，并測量分子回到基態時發出的熒光。特點是非常靈敏，但是，適用范圍小，分子必須高度共軛，且不傾向于發生vibration以熱能損失能量。

分子磷光與熒光的區別在于，被激發后，電子會通過一些躍遷達到自旋平行的狀態，而熒光是自旋不平行的。因此磷光的發生比熒光要慢一些，因為電子躍遷的動力學原因，通俗的說，磷光的電子得翻個身才能回到基態。