荧光蛋白是分子生物实验中常用的工具，通常用来检测细胞的生物学过程。荧光蛋白的发光原理在于其发色基团经波长的光（激发光）照射后被激活，并将能量以光能形式释放，就能在荧光显微镜下看到荧光色。但是由于能量不能全以光的形式辐射出来，所以荧光蛋白的发射光（荧光）的波长比激发光长。

荧光标记所依赖的化合物称为荧光物质。荧光物质是指具有共轮双键体系化学结构的化合物，受到紫外光或蓝紫光照射时，可激发成为激发态，当从激发态恢复基态时，发出荧光。荧光标记技术指利用荧光物质共价结合或物理吸附在所要研究分子的某个基团上，利用它的荧光特性来提供被研究对象的信息。荧光标记具有的无放射物污染，操作简便等优点。

荧光素可直接标记核酸探针，杂交体用荧光显微镜观察，在不同激发光的照射下可发出不同颜色的荧光信号。原位杂交中常用的荧光素有异硫氰酸荧光素(Fluoresce inisothiocyanate，FITC)、羟基香豆素(Hydroxy coumarin)、罗丹明(Rhodamin)和氨甲基香豆素醋酸酯(Aminomethyl coumarin acetic acid，AMCA)等。

FITC-dUTP，羟基香豆素-dUTP等。这些荧光素标记核苷酸可通过酶促反应标记法制备荧光素标记核酸探针，原位杂交的结果直接用荧光显微镜观察分析。结合使用不同颜色的荧光素标记，可在同一标本上显示2种或两种以上的核酸序列。另外，使用荧光素标记抗体也可作为非放射性原位杂交的一个免疫组织化学检测系统。