Bir maddenin atom veya molekülleri, o maddenin enerji almasıyla uyarılır ve kararsız hale geçer. Uyarılan atom ve moleküller kazandıkları bu fazla enerjiyi atarak temel hale geçmeyi isterler. Temel hale geçerken bir ışık yayılması meydana gelir. Bu yayılım olayı lüminesans olarak adlandırılır.
Lüminesans ile tarihleme için en önemli iki değer; numunenin doğal (eşdeğer) dozu ile toplandığı bölgedeki yıllık dozdur. Numuneden alınan lüminesans sinyalinin büyüklüğü doğal doz ile orantılıdır. Doğal doz, örneğin son olarak ısı veya ışığa maruz kaldığı andan ölçümlerin yapıldığı tarihe kadar geçen süre miktarı ile orantılıdır.Yıllık doz ise numunenin toplandığı çevreden, içeriğindeki radyoaktif elementlerden ve kozmik ışınlardan bir yılda almış olduğu doz miktarıdır. Doğal dozun yıllık doza oranı numunenin yaşını verir. Burada yaşla kastedilen numunenin son defa ışığa veya ısıya maruz kalmış olduğu tarihten ölçümlerin yapıldığı tarihe kadar geçen süredir.
Lüminesans oluşumunda kullanılan uyarma kaynağına göre lüminesansa farklı adlar verilebilir. Örneği uyarma amacıyla ısı kullanılırsa Termolüminesans (TL), ışık kullanılırsa Optik Uyarmalı Lüminesans (Optically Stimulated Luminescence - OSL) olarak lüminesans farklı adlar alır.
Günümüzde lüminesans çalışmaları inorganik maddeler üzerinde yoğunlaşmıştır. Bu işlemlerde en yaygın olarak kullanılan iki mineral ise feldispat ve kuvarstır.
