高能辐射会使晶体材料内产生电子激发态。 在一些材料，这些电子透过晶格的局部缺陷或不完整，被捕获而长期保存下来。 量子力学上，这些量子态是与时间无关的定态，但他们并不稳定。 加热材料将使捕陷态位（trap states）能够与声子相互作用，即晶格振动，在迅速衰减至较低能态的过程中发射光子。
萤石的热释光。
海砂"充电"和"放电"发出热释光讯号的过程。 (modified from Aitken, 1998; Keizars, 2008).
