發光體中以某種方式被激發後，貯存瞭能量，然後加熱發光體，使它以光的形式把能量再釋放出來的發光現象。
熱釋發光材料中含有一定濃度的
發光中心和
陷阱，在光或射線粒子激發下，晶體內產生自由電子或空穴，其中一部分被陷阱俘俘獲。晶體受熱升溫時，被俘的電子熱激發成為自由載流子，當與電離的發光中心復合時就發出光來。發光強度近似正比於陷阱釋空率（單位時間、單位體積晶體內從陷阱釋放出的載流子數）和復合發光的效率。熱釋發光的強度隨發光體的溫度的變化曲線叫熱釋光曲線。測量時先在低溫（如液He或液
N
2溫度）下激發發光體。選擇加熱方式，可按分析數據的需要采取各種時間函數的變化，常用的是線性加熱。當發光體從低溫開始受熱升溫時，淺陷阱中的電子先受熱激發到導帶，熱釋光曲線上升，溫度上升到
T
*時，曲線出現峰值，陷阱釋空時，曲線下降。溫度繼續上升，在另一溫度
T
*時，曲線又出現峰值，對應於另一更深的陷阱。從曲線高峰的數目可推斷陷阱大致分為幾種深度，從高峰位置對應的溫度可估計陷阱深度。近來由於測試技術的進步，可以測量發光光譜隨溫度的變化（見圖）。
利用熱釋光曲線研究陷阱是研究固體的一種簡單而重要的方法，此外，還可利用熱釋發光現象推斷一些古物的年代。物體受射線輻照時間越長，陷阱中俘獲的電子數越多，熱釋發光光和（熱釋發光曲線下面的面積）也越大，因此能反映發光體受輻照的歷史。測量樣品的熱釋發光光和並與參照樣品作比較，原則上可推斷化石等樣品的年代。熱釋發光及光釋發光現象作用相同，都是釋放陷阱電子，利用熱釋發光也可制作劑量計。
參考書目
中國科學院吉林物理所、中國科學技術大學固體發光編寫組：《固體發光》，中國科技大學出版，1976。
D. Curie，Luminescence in Crystals， Methuen， London，1963.