סדרת הצעדים שגורמת לזהירה פלואורסצנטית כוללת בדרך כלל קליטה ראשונית של אור, שגורמת לעירור המולקולה הפלואורסצנטית לרמת אנרגיה מעוררת. אנרגיית האור הנבלעת במולקולה גורמת, על פי עקרון פרנק קונדון לשינוי הארגון האלקטרוני של המולקולה ללא שינוי הארגון המרחבי של האטומים. בשלב הבא עוברים גם האטומים שינוי ארגון מרחבי. במהלך זה עוברת חלק מהאנרגיה פיזור על פני המולקולה בערור רמות רוטציה וויברציה משניות. הבליעה היא ממצב היסוד האלקטרוני (במולקולות אורגניות מצב זה הוא סינגלט S₀) לרמות ויברציה ורוטציה מעוררות של המצב המעורר (במולקולות אורגניות S₁) ואילו הפליטה היא ממצב היסוד הוויברטורי הנמוך של המולקולה המעוררת לרמות ויברציה גבוהות של המצב האלקטרוני היסודי. לכל מולקולה ניתן לבנות דיאגרמת יבלונסקי המתארת את רמות האנרגיה של המולקולה ואת המעברים הקרינתיים והלא-קרינתיים ביניהן כמודגם באיור.

המולקולה, לכן, פולטת באופן ספונטני אנרגיה ברמה נמוכה מזו שנדרשה לעירורה. הפרש האנרגיה בין הפוטון המעורר לפוטון נפלט נקרא היסט סטוקס (Stokes shift) והוא משותף לפלואורסצנציה ולפיזור ראמאן.