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　「発光・吸光の評価」で紹介するように，物質のエネルギー状態に固有の基底状態（ ground state ）と励起状態（ excited state ）があり，状態間の移動により，状態間のエネルギー差に応じ，光（電磁波）や熱としてエネルギーの吸収と放出が起きる。
　
　原子核内の状態遷移で発生する光は，γ（ガンマ）線と呼ばれる。放射性核種が崩壊して質量や陽子・中性子の比率が変わり，放出された中性子をα線や中性子線（α崩壊）といい，放出された電子をβ線（β崩壊），電磁波（光）をγ線（α崩壊）という。
　γ線とＸ線との区別は，波長ではなく発生機構，すなわち，状態遷移が原子核で起きたか，軌道電子で起きたかの違いによる。下図に示した硬X線は，Ｘ線天文学の分野で用いられる用語であるが，両発生機構の重なる領域で，核反応で発生する場合はγ線に，軌道電子の遷移で起きる場合はＸ線に分類される。
　
　電子遷移では，内殻電子（主量子数 1 の K 核や 2 の L 核など）が係る場合に波長の短い（エネルギーの大きい）Ｘ線が，外殻電子（最外殻電子，分子軌道電子など）が関わる場合には，Ｘ線よりエネルギーの小さい紫外線や可視光の放出（発光）や吸収（吸光）が起きる。
　分子の運動状態（回転，振動など）の遷移では，波長の長い（エネルギーの小さい）赤外線や熱としてエネルギーの放出や吸収が起きる。

　これらの現象は，物質固有の現象のため，この現象を的確に把握することで，物質種や量の特定に利用できる。
　これらを利用した化学分析法には，発光・吸光過程の違いを利用した赤外線吸収スペクトル法，紫外線吸収スペクトル法，原子吸光分析，分光光度法，フレーム光度法，発光分光分析（ICP，蛍光分析，燐光分析），Ｘ線分析（Ｘ線吸収法，Ｘ線蛍光法，Ｘ線マイクロアナライザー）などがある。
　
　【参考】
　光（光子）のエネルギー
　エネルギー E （ J ）は，プランク定数 h（ Js ），周波数ν（ s-1 ），波長λ（ m ），光の速度 c（ m s-1 ）とすると，
　　　　　　E ＝ hν＝ h cλ-1
で与えられる。
　なお，真空中の光速は，c = 2.99792458×108 m s-1 である。
　プランク定数（ Planck constant ）
　量子力学の創始者の一人であるマックス・プランクにちなんで命名された物理量である。 作用量子とも呼ばれ，SI 単位はジュール秒（ Js ）である。
　2014 年の CODATA（国際科学会議，科学技術データ委員会International Council for Science : Committee on Data for Science and Technology ）推奨値は次の通りである。
　　　　　　h = 6.626070040(81)×10-34 ( Js ) = 4.135667662(25)×10-15 ( eV s )
　エネルギーの換算： 1eV = 1.602176487×10-19 J