열, 전기 혹은 빛 등의 에너지를 외부에서 시료에 주어 시료 중의 원소 혹은 화합물을 여기시키고 방사된 발광스펙트럼의 파장, 혹은 파장분해에 의해 분석하는 방법을 말한다. 파장영역은 일반적으로 400～800 nm의 부분이 선택된다. 이보다 단파장에서는 x-선 발광분석을 사용하고 형광현상에 기초를 둔 형광분석과는 구별된다. 발광분자분석에서는 휘선 스펙트럼(원자스펙트럼)을 이용하는 방법이 가장 많이 이용되고 있다. 이것은 전시적인 방전발광법과 열적 불꽃광발광법으로 분류되고, 전자에서는 아크 방전에 의한 발광을, 후자는 용액을 불꽃 중에 안개상으로 도입되어 얻어지는 발광을 정성, 정량분석하기 위해 이용된다.