הקרינה והזרחן הם שני מנגנונים הפולטים אור או דוגמאות לפוטולומינצנטיות. למרות זאת, שני המונחים לא מתכוון לאותו הדבר ולא מתרחש באותה צורה. בשני הקרינה והזרחן הן מולקולות סופגות אור ופולטות פוטונים בפחות אנרגיה (ארוכה יותר אורך גל), אך הקרינה מתרחשת הרבה יותר מהר מאשר זרחן ואינה משנה את כיוון הסיבוב של האלקטרונים.
להלן אופן הפעולה של הפוטולומינצנטיות ומבט על תהליכי הקרינה והזרחן, עם דוגמאות מוכרות לכל סוג של פליטת אור.
פוטולומינסקנציה מתרחשת כאשר מולקולות סופחות אנרגיה. אם האור גורם לעירור אלקטרוני, המולקולות נקראות נרגש. אם האור גורם לעירור רטט, נקראות המולקולות חם. מולקולות עלולות להתרגש על ידי ספיגת אנרגיה מסוגים שונים, כמו אנרגיה פיזית (אור), אנרגיה כימית, או אנרגיה מכנית (למשל, חיכוך או לחץ). ספיגת אור או פוטונים עלולים לגרום למולקולות להתחמם ולהתלהב כאחד. כשמתרגשים האלקטרונים מוגברים לרמת אנרגיה גבוהה יותר. כאשר הם חוזרים לרמת אנרגיה נמוכה ויציבה יותר, פוטונים משתחררים. הפוטונים נתפסים כפולונומינצנטיות. שני סוגים של פוטו-לומינצנטציה פלואורסצנטית וזרחן.
בפלואורסצנציה, אור אנרגיה גבוהה (באורך גל קצר, בתדר גבוה) נספג, בועט באלקטרון למצב אנרגטי נרגש. בדרך כלל האור הספוג נמצא בתוך
הטווח האולטרה סגול, תהליך הקליטה מתרחש במהירות (במרווח של 10-15 שניות) ואינו משנה את כיוון סיבוב האלקטרונים. הקרינה מתרחשת כל כך מהר, שאם מכבים את האור, החומר מפסיק להאיר.צבע (אורך הגל) של האור הנפלט על ידי פלואורסצנט הוא כמעט בלתי תלוי באורך הגל של האור שקורה. בנוסף לאור הנראה, אור אינפרא אדום או IR משוחרר גם הוא. הרפיה רעידה משחררת אור IR בערך 10-12 שניות לאחר שהקרינה נקלטת. ביטול עירור למצב האדמה האלקטרוניטי פולט אור גלוי ואור IR ומתרחש בערך 10-9 שניות לאחר ספיגת האנרגיה. ההבדל באורך הגל בין ספקטרום הקליטה והפליטה של חומר פלורסנט נקרא שלו הסטוקס הסטה.
נורות פלורסנט וסימני ניאון הם דוגמאות לניאון, כמו גם חומרים הזוהרים תחת אור שחור, אך מפסיקים לזוהר ברגע שהאור האולטרה סגול מכובה. כמה עקרבים יפרחו. הם זוהרים כל עוד אור אולטרה סגול מספק אנרגיה, עם זאת, השלד החיצוני של החיה אינו הגן עליו היטב מפני הקרינה, כך שאסור להדליק אור שחור לאורך זמן רב כדי לראות עקרב זוהר. ישנם אלמוגים ופטריות בעלי ניאון. הרבה עטים מדגישים הם גם ניאון.
כמו בקרינה, חומר זרחני סופג אור באנרגיה גבוהה (בדרך כלל אולטרה סגול), וגורם לאלקטרונים לנוע למצב אנרגטי גבוה יותר, אך המעבר חזרה למצב אנרגיה נמוך יותר מתרחש לאט הרבה יותר וכיוון סיבוב האלקטרונים עשוי שינוי. נראה כי חומרים זרחניים זוהרים במשך מספר שניות עד מספר ימים לאחר כיבוי האור. הסיבה הזרחנית נמשכת זמן רב יותר מאשר הקרינה היא מכיוון שהאלקטרונים הנרגשים קופצים לרמה אנרגטית גבוהה יותר מזו של הקרינה. לאלקטרונים יש יותר אנרגיה להפסיד ועשויים לבלות ברמות אנרגיה שונות בין המצב הנרגש למצב הקרקע.
אלקטרון לעולם לא משנה את כיוון הסיבוב שלו בפלואורסצנציה, אך יכול לעשות זאת אם התנאים צודקים בזמן הזרחן. היפוך ספין זה עשוי להתרחש במהלך ספיגת אנרגיה או לאחר מכן. אם לא מתרחש היפוך של ספין, נאמר כי המולקולה נמצאת ב מדינת יחיד. אם אלקטרון אכן עובר סיבוב, היפוך א מצב שלישייה נוצר. למצבי הטריפלייט יש חיים ארוכים, מכיוון שהאלקטרון לא ייפול למצב אנרגיה נמוך יותר עד שהוא יחזור למצב המקורי. בגלל עיכוב זה, נראה שחומרים זרחניים "זוהרים בחושך".
חומרי זרחן משמשים למראות אקדחים, זוהר בכוכבים החשוכיםוצבע המשמש לייצור ציורי קיר. היסוד זרחן זוהר בחושך, אך לא כתוצאה מזרחן.