發光的定義是指物質吸收外界能量，處于激發狀態而不發生化學變化，將吸收的能量以可見光或近可見光的電磁波形式發射出來的現象。發射光子的性質取決于光子發射所涉及的電子態的性質。
這又取決于局部溫度，因此發光測溫是利用溫度和發光特性之間的關系來實現從被熱成像的物體所產生的光的空間和光譜分析的熱傳感。
根據特定的發光參數，將發光測溫儀分為不同的類別，并對其進行分析，并提取出讀數。可以定義以下發光測溫類型：
熒光強度測溫法：在這種情況下，溫度傳感是通過分析發光強度實現的。當溫度變化時，每秒發射的光子總數的變化使得發射光譜強度發生改變。溫度引起的發光強度的改變通常是由發光猝滅機制的熱激活和/或無輻射衰減幾率的增加引起的。
熒光帶狀測溫法：“帶狀”是指組成發射光譜不同譜線之間的相對強度。帶狀的熱誘導變化通常發生在產生發射的電子在能量非常接近的情況下。它也可以存在于混合體系中，即包含多個發射中心的體系。
熒光光譜測溫法：它是在對由發射所涉及的兩個電子能級之間的能量明確確定的發射線的光譜位置進行分析的基礎上進行的。這取決于發光材料的包括折射率和原子間距離（密度）在內大量依賴于溫度的參數。因此，在任何發光材料中，發光譜線的光譜位置都是溫度依賴性的，這是利用熒光光譜測溫技術將光譜位移轉化為溫度。
偏振發光測溫法：在各向異性介質中，發射的輻射通常是各向異性的，因此發射輻射的形狀和強度強烈地依賴于偏振。這就給出了“偏振各向異性”參數的定義，即兩個正交偏振態發射的熒光強度之比。因此，偏振發光測溫法基于溫度對偏振各向異性的影響。
熒光帶寬測溫法：構成任何發光光譜的各種發射線的寬度取決于材料的性質（如無序程度）和溫度。眾所周知，隨著發光材料溫度的升高，由于均勻譜線加寬的光譜貢獻，聲子密度也相應增加。一般來說，在室溫附近，均勻線展寬導致帶寬與溫度成線性關系。在帶寬發光測溫中利用發射光譜帶寬的變化來實現溫度讀數。
熒光壽命測溫法：電子能級的衰變概率取決于多種因素，其中許多因素與溫度有關（如聲子輔助能量傳遞過程和多聲子衰變）。這種溫度依賴性使得從確定熒光壽命中讀取溫度變化成為可能。
