Badania metodą spektroskopii fluorescencyjnej (spektrofluorymetria) dostarczają cennych informacji na temat dynamiki łańcuchów polimeru (fluorescencja ekscymerowa), granicy faz i dyspersji polimeru (rezonansowy transfer energii Förstera, FRET), procesów transportu, czy degradacji polimerów oraz zjawiska zmiękczania naprężeń w wypełnionych elastomerach, znanego jako efekt Mullinsa i charakteryzującego się wyraźnym obniżeniem naprężenia przy drugim rozciąganiu materiału po zwolnieniu pierwszego obciążenia.

Metoda ta wymaga włączenia do polimeru sondy fluorescencyjnej (chromoforu, barwnika) używanej w bardzo niskich stężeniach. Rys. 1 przedstawia przykładowe chromofory. Chromofor dobiera się tak, aby poprzez zmianę jego widma emisyjnego (np. zależność intensywności fluorescencji od temperatury) można było wykrywać zmiany w jego bezpośrednim otoczeniu.