Люминесценцией называется способность минералов светиться под влиянием разного рода излучений за пределами длин волн видимого света. В зависимости от вида излучения различают фотолюминесценцию (ультрафиолетовые лучи), рентгенолюминесценцию, катодолюминесценцию (поток электронов), электролюминисценцию (электрическим полем), термолюминисценцию (нагревание), триболюминесценцию (упругими колебаниями, ударом), флюоресценцию (солнечным светом) и т. д. Наиболее просто люминесценция у минералов наблюдается в ультрафиолетовых лучах в темноте (фотолюминесценция). Нелюминесцирующие минералы остаются черными, у других появляется свечение разного цвета и интенсивности. Иногда свечение продолжается и некоторое время после выключения лампы. Этот вид люминесценции, послесвечение, называется фосфоресценцией.

Принцип появления люминесценции тот же, что и принцип появления окраски в видимых лучах. Возбудителями свечения (люминофорами) чаще всего являются ионы переходных металлов Mn²⁺, Cr³⁺, TR²⁺, TR³⁺, комплексные катионы (UO₂)²⁺, точечные дефекты, центры переноса заряда и т. д.

Известны минералы с фиолетовым, синим, голубым, зеленым, желтым, оранжевым, красным свечением в ультрафиолетовых лучах. Цвет и интенсивность свечения для одного и того же минерала могут меняться и зависят от особенностей его состава и структуры. Для некоторых минералов люминесценция является важным диагностическим признаком. По яркому голубому или желтому свечению легко определяются в массе дробленой руды алмазы на ленте транспортера (на обогатительных фабриках). По синему и желтому свечению легко отличают рудный минерал вольфрама шеелит от кальцита и кварца (у кальцита чаще бывает розовое свечение, кварц не люминесцирует), по красному свечению рубин отличается от его имитаций. Интересным примером геологического использования явления триболюминесценции является способ отличить доломит от магнезита по цвету триболюминесценции, когда по образцам этих минералов резко чиркают молотком в полной темноте. Этот способ с успехом применяют на руднике Килмар в провинции Квебек.