책상 위나 필통 속에 들어있는 형형색색의 볼펜들을 보고 있노라면 어떻게 저런 색깔을 낼 수 있을까 하는 의문이 들 수 있다.

겉으로 보면 붉은색 볼펜, 파란색 우산, 노란 손수건 등이 마치 그 자체로 색을 간직하고 있는 것처럼 느껴지지만 사실 색깔이라는 것은 빛이 있어야만 존재할 수 있다.

빛줄기 하나 없는 칠흑 같은 밤에는 그 어떤 색깔도 구분할 수 없는 이유가 이 때문이다.

실제 붉은 색 셔츠는 옷감에 칠해진 염료가 붉은 것이 아니라 그 염료가 빛의 파장 중 오직 붉은 색만 반사시키고 다른 것은 모두 흡수해 우리 눈에 붉게 보이는 것이다.

형광펜의 경우 형광색소를 사용했다는 점에 차이가 있을 뿐 특정 파장의 빛은 반사하고 나머지는 흡수한다는 기본 원리에 있어서는 일반 펜과 전혀 다르지 않다.

단지 일반 펜에 사용된 일반색소는 빛을 흡수해서 받은 에너지를 색소 분자를 진동시키는데 사용하거나 주위의 다른 분자와의 충돌을 통해 빼앗겨 버리는데 비해 형광색소는 흡수한 빛 에너지를 더 긴 파장의 빛으로 방출한다.

이로 인해 형광 색소는 애초 흡수된 빛에는 없는 파장(색깔)의 빛이 방출되며,
모든 색소 분자들이 마치 작은 전구의 역할을 하기도 해 단순히 특정 파장의 빛을 반사하는 일반색소와는 전혀 다른 색을 내는 것이다.

대게 이런 형광물질은 자외선 영역의 빛을 받을 때 좀 더 쉽게 반응하기 때문에 형광펜으로 쓴 글씨를 자외선에 비춰보면 선명한 발광현상을 볼 수 있다.