正常情况下，大多数粒子处于基态，要使这些粒子产生辐射作用，必须把处于基态的粒子激发到高能阶上去。由于原子内部结构不同，相同的外界条件使原子从基态激发到各高能阶的概率不同。通常把原子、分子或离子激发到某一能阶上的可能性称为这一能阶的“激发概率”。
理论研究表明，光的发射过程分为两种，一种是在没有外来光子的情况下，处于高能阶E2的一个原子自发地向低能阶E1跃迁，并发射一个能量为E2-E1的光子，这种过程称为“自发跃迁”；由原子自发跃迁发出的光波称为自发辐射。
另一种发射过程是处于高能阶E2上的原子，在频率为ν的辐射场作用下，跃迁至低能阶E1并辐射一个能量为的光子，这种过程称为感应辐射跃迁；感应辐射跃迁发出的光波，称为感应辐射。
