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荧光分光光度计能够对经光源激发后产生荧光的物质或经化学处理后产生荧光的物质成份分析，可应用于生物化学、生物医学、环境化工等部门，可以说是有很重要的用途。
荧光分光光度计能提供包括激发光谱、发射光谱以及荧光强度、量子产率、荧光寿命、荧光偏振等许多物理参数，从各个角度反映了分子的成键和结构情况。通过对这些参数的测定， 不但可以做一般的定量分析, 而且还可以推断分子在各种环境下的构象变化， 从而阐明分子结构与功能之间的关系。
荧光分光光度计的激发波长扫描范围一般是190~650nm，发射波长扫描范围200~800nm。可用于液体、固体样品（如凝胶条）的光谱扫描。
荧光光谱法具有灵敏度高、选择性强、用样量少、方法简单等优点，可对经光源激发后能产生荧光的物质或惊化学处理后产生荧光的物质进行定量分析，被广泛应用于食品检测、水质分析、生命科学、药物分析和药理学、有机化学和无机化学等领域。
激发光谱，就是反映物质受到激发以后的情况，反映出该物质对于外来激发光的响应，反映其自身辐射波长随激发波长的变化关系。激发光谱有重要的应用价值，例如日光灯灯管中水银蒸气发出的紫外线能量的90%集中在254nm,就得选择激发光谱峰值在此附近的荧光粉。
在激发光谱中，横坐标的波长是指激发光的波长；（激发光谱是反映某物质在不同波长光激发下的发光情况的，纵坐标值越高，说明发光越强，能量也越高）。
量子产率是指光化学反应中光量子的利用率。一个光化学反应的量子产率可以定义为每吸收一个量子所产生的反应物的分子数，这通常是对于特定的波长而言，即量子产率=（生成产物的分子数）/（吸收的量子数）
定义为进行光化学反应的光子与吸收总光子数之比。符号为ψ，Y。积分量子产率为Ф进行光化学反应的光子数/吸收光子数。对于光化学反应，ψ=反应物消耗(或产物产生)的数量/吸收光子数量。微分量子产率为φ=(d[x]/dt)/n。式中d[x]/dt为某可测量量的变率，n为单位时间内所吸收的光子数(摩尔或爱因斯坦)。ψ可用于光物理过程或光化学反应。
当某种物质被一束激光激发后，该物质的分子吸收能量后从基态跃迁到某一激发态上，再以辐射跃迁的形式发出荧光回到基态。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。
荧光物质的荧光寿命与自身的结构、所处微环境的极性、粘度等条件有关,因此通过荧光寿命测定可以直接了解所研究体系发生的变化。荧光现象多发生在纳秒级,这正好是分子运动所发生的时间尺度,因此利用荧光技术可以“看”到许多复杂的分子间作用过程,例如超分子体系中分子间的簇集、固液界面上吸附态高分子的构象重排、蛋白质高级结构的变化等。
除了直接应用之外,荧光寿命测定还是其它时间分辨荧光技术的基础。例如基于荧光寿命测定的荧光猝灭技术可以研究猝灭剂与荧光标记物或探针相互靠近的难易,从而对所研究体系中探针或标记物所处微环境的性质作出判断。
根据激发态寿命理论，物质的荧光寿命主要由自发辐射跃迁寿命和无辐射跃迁寿命来决定。自发辐射寿命与温度无关，但对环境的扰动敏感。在环境扰动下，例如，和体系的任何其它分子碰撞，体系可能通过非辐射过程失去其电子的激发能量。任何一种趋于和自发发射过程相竞争的过程都会降低激发态寿命。
荧光偏振免疫分析常用于测定半抗原的药物浓度。反应系统内除待测抗原外，同时加入一定量用荧光素标记的小分子抗原，使二者与有限量的特异性大分子抗体竞争结合。当待测抗原浓度高时，经过竞争反应，大部分抗体被其结合，而荧光素标记的抗原多呈游离的小分子状态。
由于其分子小，在液相中转动速度较快，测量到的荧光偏振程度也较低。反之，如果待测抗原浓度低时，大部分荧光素标记抗原与抗体结合，形成大分子的抗原抗体复合物，此时检测到的荧光偏振程度也较高。荧光偏振程度与待测抗原浓度呈反比关系。我们测定待测抗原标准品后制标准曲线。通过检测反应系中偏振光的大小，从标准曲线上就可以精确地得知样品中待测抗原的相应含量
偏振荧光的强弱程度与荧光分子的大小呈正相关，与其受激发时转动的速度呈反相关。FPIA最适宜检测小至中等分子物质，常用于药物、激素的测定。
