Lumineszenz, Emission von Licht als Folge einer vorhergehenden nicht-thermischen Energieaufnahme (Fluoreszenz, Phosphoreszenz). Lumineszenzstrahlung stellt ein "kaltes Licht" dar und liegt im Wellenlängenbereich vom nahen Ultraviolett bis zum Infrarot. Nach der Regel von Stokes ist die Wellenlänge des Maximums der Emissionsbande meist größer oder gleich derjenigen der anregenden Strahlung. Nimmt der leuchtende Stoff noch einen zusätzlichen Anregungsbetrag aus der Wärmeschwingungsenergie des Gitters auf, so kann es zu einer Abweichung von dieser Regel kommen (Anti-Stokes-Lumineszenz).

Je nach der Art der Anregung zur L. unterscheidet man: Die Biolumineszenz, die für die Leuchterscheinungen im biologischen Bereich (Tiefseetiere, Bakterien, Glühwürmchen, Pilze, faulendes Holz oder Laub) verantwortlich ist, entsteht in Gegenwart von Enzymen, den Luciferasen, durch katalytische Oxidation der Luciferine mit Luftsauerstoff. Diese Oxidation liefert die zum Leuchten notwendige Energie. Damit ist die Biolumineszenz als Spezialfall der Chemilumineszenz aufzufassen. Chemilumineszenz ist bei exothermen Reaktionen anzutreffen, wobei die frei werdende Reaktionsenergie teilweise in Licht umgewandelt wird (Leuchten des weißen Phosphors durch langsame Oxidation des Phosphordampfes). Ein Sonderfall der Chemilumineszenz ist die Elektrochemilumineszenz, die in manchen Fällen bei Elektrodenreaktionen auftritt. Infolge von elektrochem. Elektrodenreaktionen können energiereiche Zwischenprodukte gebildet werden (meist Radikal-Ionen), die sich unter Emission von Licht stabilisieren. Bei Anregung durch UV-, Röntgen- oder Lichtstrahlung spricht man von Photolumineszenz. Beim Auftreffen von Kathoden- oder Elektronenstrahlen kommt es zu Kathodenlumineszenz. In einem elektrischen Feld können in einer Grenzschicht von p- und n-Leitern Elektronen aus der p-Phase in die Grenzschicht eintreten. Durch das elektrische Feld werden die Elektronen so stark beschleunigt, daß sie in der n-Phase durch Stoßionisation ein Elektron aus dem Valenz- in das Leitungsband heben (Elektrolumineszenz, speziell Stoßionisationslumineszenz). Beim Zerkleinern vieler Stoffe oder beim Pressen angeregter Steinsalz- oder Fluoritkristalle kann ebenfalls ein schwaches Leuchten entstehen, das als Tribolumineszenz oder auch Reibungslumineszenz bezeichnet wird.

Die L. spielt in der Technik eine große Rolle, wobei die Leuchterscheinungen von synthetisch gewonnenen Verbindungen, den Leuchtstoffen, ausgehen.