光致发光实验技术的基本原理是，当激发光源发出的光照射在被测样品表面时，由于激发光在材料中的吸收系数很大，通过本征吸收，在材料表面1微米以内的区域里激发产生大量的电子-空穴对，使样品处于非平衡态。这些非平衡态载流子一边向体内扩散，一边发生复合。通过扩散，发光区将扩展到深入体内约一个少子扩散长度的距离，电子-空穴对通过不同的复合机构进行复合。荧光在逸出表面之前会受到样品本身的自吸收。荧光逸出表面以后经会聚进入单色仪分光，此后经探测器接收转变成电讯号并进行放大和记录，从而得到发光强度按光子能量分布的曲线，即光致发光光谱图。