光致發光是半導體材料質量鑒定的一個重要手段，適合于測量不同襯底上生長的外延薄層，實驗數據采集和樣品制備簡單，是非破壞性的，非常方便。光致發光光譜取決于實驗樣品中非平衡載流子的輻射復合過程，與材料的能帶結構、缺陷狀況、摻雜水平等因素有關。所以，通過光致發光光譜可以了解樣品的能帶結構、發光機制等物理過程的信息，并反映出材料的質量狀況。由于光致發光光譜直接測量了樣品的發光強度，在相同的測量條件下，可以對不同的樣品的相對發光效率作出比對。而且作為研究半導體電子態的一種手段，光致發光的優點在于其靈敏度，尤其是它在光吸收實驗靈敏度差的頻段內有較高的靈敏度，二者可互為補充，并在半導體電子態研究中起重要作用。
光致發光實驗技術的基本原理是，當激發光源發出的光照射在被測樣品表面時，由于激發光在材料中的吸收系數很大，通過本征吸收，在材料表面1微米以內的區域里激發產生大量的電子-空穴對，使樣品處于非平衡態。這些非平衡態載流子一邊向體內擴散，一邊發生復合。通過擴散，發光區將擴展到深入體內約一個少子擴散長度的距離，電子-空穴對通過不同的復合機構進行復合。熒光在逸出表面之前會受到樣品本身的自吸收。熒光逸出表面以后經會聚進入單色儀分光，此后經探測器接收轉變成電訊號并進行放大和記錄，從而得到發光強度按光子能量分布的曲線，即光致發光光譜圖。
