La espectroscopia de fluorescencia sirve para el análisis cualitativo y cuantitativo de sustancias moleculares: generalmente, se trata de sustancias orgánicas. Las sustancias pueden ser líquidas o sólidas. El procedimiento se aplica generalmente en laboratorios, pero también cada vez más en espectrómetros portátiles que permiten examinar in situ la muestra.
Como fuente luminosa, en espectroscopia de fluorescencia se utilizan las lámparas ultravioletas. Los haces se dirigen a la muestra y la luz reemitida por la muestra se descompone espectralmente en el ángulo de 90°. Por medio del espectro que aparece, se puede determinar la composición de la muestra.
Este procedimiento analítico se aplica con mucha frecuencia a la biología, la bioquímica, la medicina y el análisis medioambiental, para analizar, p. ej., proteínas, ADN o la calidad del agua.