熒光是一種光致發光的冷發光現象，一般物質分子均處于基態，此時無電子躍遷過程的發生也就沒有熒光產生。

　　一旦物質吸收激發光的光能后，電子從基態躍遷至激發態（單重激發態或經系間跨越至三重激發態），處于激發態電子不穩定，經內轉換返回基態時主要以輻射躍遷和非輻射躍遷兩種途徑。

　　輻射躍遷包括熒光、磷光等帶有光子發射的過程；非輻射躍遷則包括振動弛豫、內轉換、系間跨越等伴隨著熱能產生的過程，此時不產生熒光或磷光。

　　熒光探針亦被稱為熒光化學傳感器，是一種將生物、化學事件等信息轉化為可被分析的熒光信號的“分子器件”。

　　熒光探針通常由識別位點的分子、發色團或熒光團，以及兩者之間的通信機制構成。

　　識別位點分子與待分析物（客體）作用（置換、化學反應、配位等），通過不同的通信機制或信號傳導機理將識別的化學信號傳遞給熒光團，實現熒光團性質如熒光發射的波長、強度或熒光壽命的變化，進而實現對待測物定性或定量的檢測。

　　熒光探針技術是通過熒光信號的改變來定性或定量檢測分析物。根據識別后熒光信號的改變，可將熒光探針響應模式分為三種類型：

　　（a）增強型即“Tum-ON”型。熒光探針本身無熒光或有較弱熒光，識別客體后探針的熒光強度增加。

　　（b）淬滅型即“Tum-OFF”型。熒光探針本身擁有較強的熒光強度，識別客體后探針的熒光強度減弱或消失。

　　（c）比率型即“Ratiometric”型。熒光探針本身擁有特定波長的熒光發射，識別客體后探針本身的熒光發射減弱或消失的同時出現新的（藍移或紅移）波長的熒光發射。利用不同發射波長的熒光強度比值作為檢測標準。

　　目前，熒光探針設計時常用的設計原理有光誘導電子轉移機理、熒光共振能量轉移機理、分子內電荷轉移機理、聚集誘導發光機理等。