Der Name Phosphor entstand im 19. Jahrhundert als Oberbegriff für Materialien, die im Dunkeln leuchten. Damals war weißer Phosphor die wichtigste Substanz, die diesen Effekt zeigte, obwohl auch bestimmte Mineralien „phosphoreszierend“ waren. Es folgten viele Jahre der Analyse und künstlichen Synthese dieser Mineralien. Dies führte zum Verständnis der zugrundeliegenden elektronischen Übergänge, die die Funktionsweise von Leuchtstoffen erklären.
Jeder Leuchtstoff hat seine eigenen individuellen Merkmale, so dass es schwierig ist, die stattfindenden elektronischen Prozesse zu verallgemeinern. Eine typische Abfolge von Ereignissen ist jedoch die folgende:
Energie in Form von Licht, Elektronen oder Teilchen wird bei bestimmten Wellenlängen absorbiert und wieder emittiert. Diese Wellenlängen sind von der Struktur des Leuchtstoffs abhängig. In der Regel absorbiert der Wirtskristall die Energie und gibt sie dann an Aktivatorionen weiter, die in das Kristallgitter eingebettet sind. Die Energie dringt in die Elektronen des Aktivator-Ions ein, wodurch diese auf ein höheres Energieniveau gelangen. Wenn die Elektronen wieder auf ein niedrigeres Energieniveau zurückkehren, geben sie Energie in Form von Licht ab. Die Wellenlänge entspricht dem Energieunterschied zwischen den beiden Niveaus.