除La3+、L3+之外的其余鑭系元素的二價或三價離子于具有未充滿的4f殼層，4f電子的f-f組態(tài)之內及4f-5d能級之間具有豐富的能級結構，且5d軌道處于離子的表面，容易受到周圍配體的影響導致能級結構發(fā)生變化，因而特別適合作為發(fā)光材料。稀土發(fā)光材料的吸收、激發(fā)和發(fā)射光譜表現(xiàn)出范圍寬且內涵豐富的特性。以釓離子（Gd3+）為例，它有3432個電子能級。稀土離子的光譜可以覆蓋真空紫外光、可見光，一直延伸到近紅外光譜區(qū),顯示出其他元素無法實現(xiàn)和替代的發(fā)光特性。于發(fā)光材料中常用的稀土元素有12種,恰好與人體需要的12種維生素數(shù)目相同,且發(fā)光材料中稀土的摻雜量是微量的,與人體需要的微量維生素相似, 所以有人形象地將稀土稱為發(fā)光材料的&ld;維生素&rd;。

　　稀土離子可以與有機物結合形成稀土有機發(fā)光材料，也可以摻入無機材料中形成無機發(fā)光材料。稀土發(fā)光材料可以是晶體材料（如熒光粉等），也可以是非晶體或無定形材料（如發(fā)光玻璃等）。稀土離子在發(fā)光材料中一般被用作發(fā)光中心激活劑或敏化劑，有些稀土還因其良好的穩(wěn)定性被用作發(fā)光材料的基質材料。

　　稀土發(fā)光材料需要吸收能量、激發(fā)而發(fā)光，但是吸收的能量形式可以多種多樣，既可以是光能、電能，或者X射線及高能粒子，也可以是化學能、生物能或者機械能。因而稀土發(fā)光材料除了用于照明和顯示外，在防偽、保健、農業(yè)生產、信息儲存、宇航探測等領域的應用也非常廣泛。