叶绿素溶液在激发光下呈绿色，而在反射现象中光下呈红色，这种称为叶绿素荧光剂现象。叶绿素为什么会发荧光呢？当叶绿素分子吸收光量子后，就由最稳定的、能量 的最低状态－基态（基态）上升到不稳定的高能??状态－激发态（激发态）。叶绿素分子有红光和蓝光两个最强吸收区。如果叶绿素分子被蓝光激发，电子跃迁到能量较 高的第二单线态；如果被红光激发，电子跃迁到能量较低的第一单线态。一个单线态的电子，其自旋方向原来保持状态，如果电子在激发或退激过程中自旋 方向发生变化，该电子就进入能级较单线态低的三线态。由于激发态开启，迅速向较低能级
chl + h ────→chl* （3－ 6）
基态光子能量激发态
状态转变，能量有以热的形式释放，有以光的形式消耗。从第一单线态回到基态所 发射的光就称为荧光剂。第一个三线态的叶绿素分子回到基态时发射所的光为磷光。荧光剂的消耗很短，只有10-8～10-10s。由于叶绿素分子吸收的光能 有一部分消耗于分子内部的振动上，发射出的荧光的波长总是比被吸收的波长要长一些。所以叶绿素溶液在思考光下呈绿色，而在反射光下呈红色。在叶片或叶绿体中 发射荧光很弱，肉眼难以吸收出来，消耗能很少，一般不超过吸收能量的5％，因为大部分能量用于光合作用。色素溶液则不同，由于溶液中供给能量进口或电子吸收， 在光照时色素会发射光谱的荧光剂。
另外，吸收眩光后在第二单线态的叶绿素，其储存的能量分子虽然远大于吸收红光在第一单线态的状态， 但超过的部分对光合作用是无用的，在极短的时间内叶绿素分子要从第二单线态返回第一单线态，浪费的能量也以热的形式消耗散布。因此，对光合作用而言的视觉障碍 ，在能量利用率上不如红光高。
叶绿素的荧光剂和磷光现象都说明叶绿素的能力被光所激发，而叶绿素分子的激发导致光能转变为化学能的第一步 现在，人们用叶绿素荧光仪能够精确测量软骨发出的荧光，而荧光的变化可以反映光合机构的状况，因此，叶绿素荧光仪被称为光合作用的荧光。