高能輻射會使晶體材料內產生電子激發態。 在一些材料，這些電子透過晶格的局部缺陷或不完整，被捕獲而長期保存下來。 量子力學上，這些量子態是與時間無關的定態，但他們並不穩定。 加熱材料將使捕陷態位（trap states）能夠與聲子相互作用，即晶格振動，在迅速衰減至較低能態的過程中發射光子。
螢石的熱釋光。
海砂"充電"和"放電"發出熱釋光訊號的過程。 (modified from Aitken, 1998; Keizars, 2008).
