荧光染料在吸收紫外线或可见光后，能把短波长的光转变为波长较长的可见光波而反射出来，呈闪亮的鲜艳色彩。泛指吸收某一波长的光波后能发射出另一波长大于吸收光的光波的物质。它们大多是含有苯环或杂环并带有共轭双键的化合物。
荧光染料的应用：
工业应用：荧光染料可用作洗衣粉中的增白剂、各种荧光路标漆等荧光染料产品的制备。此外还用于纤维织物印染和某些特殊标志的制作。
科研应用：荧光染料在科研中常用于荧光免疫、荧光探针、细胞染色等。包括特异性的DNA染色，用于染色体分析、细胞周期、细胞凋亡等相关研究。另有很多核酸染料在多色染色系统中是非常有用的复染剂，可作为背景对照，标记细胞核使细胞内结构的空间关系一目了然。
在免疫分析中荧光标记的单克隆抗体技术为流式细胞仪在研究细胞膜和细胞内各种功能性抗原、肿瘤基因蛋白等领域扩展了无限的应用空间。荧光探针可以通过蛋白质交联剂共价结合在单克隆抗体上。
在核酸检测中荧光染料对细胞核染色后定量测量细胞所发出的荧光强度，就可以确定细胞核中DNA、RNA的含量，并可以对细胞周期和细胞的增殖状况进行分析。有多种荧光染料可以对细胞中的DNA或RNA染色，常用的DNA染料包括碘化丙啶(PI)、DAPI、Hoechst 33342等，RNA染料有噻唑橙、吖啶橙等。
常用荧光染料：
自发荧光信号为噪声信号，在多数情况下会干扰对特异荧光信号的分辨和测量。在免疫细胞化学等测量中，对于结合水平不高的荧光抗体来说，如何提高信噪比是个关键。一般说来，细胞成分中能够产生自发荧光的分子（例如核黄素、细胞色素等）的含量越高，自发荧光越强；培养细胞中死细胞／活细胞比例越高，自发荧光越强；细胞样品中所含亮细胞的比例越高，自发荧光越强。