Luminesenssi tarkoittaa ilmiötä, jossa atomin tai molekyylin viritystila purkautuu, ja atomi palaa alemmalle energiatasolle vapauttaen ylimääräisen energian valona. Useimmiten atomin tai molekyylin viritystilan aiheuttaa esimerkiksi valo, ultraääni tai voimakas sähkökenttä. Luminesenssi-ilmiö jaotellaan alalajeihin viritystilan muodostumistavan mukaan.