受到激發光激發后，從激發態單重態回到基態，在紫外-可見-近紅外區有特征發光，稱之為熒光。熒光性質（激發和發射波長、強度、壽命、偏振等）可隨所處環境的性質，如極性、折射率、粘度等改變而靈敏地改變的一類熒光性分子，被稱為熒光探針。
熒光探針分類很多，可以根據材料屬性分為有機和無機探針，可以根據探針尺寸分為分子探針和納米探針，也可以根據激發光源分為單光子、雙光子及多光子熒光探針，還可以根據待測物分類為金屬離子熒光探針和生物分子熒光探針等等。
熒光探針在各種檢測和標記中應用廣泛，比如測定金屬離子、農藥殘留、生物分子含量、示蹤生物分子，標記大分子及細胞和亞細胞結構等方面。