Phát xạ tự phát là quá trình phát xạ xảy ra ở một hệ thống lượng tử đang ở trạng thái kích thích chuyển dời sang một trạng thái có năng lượng thấp hơn (hoặc về trạng thái cơ bản) và phát ra lượng tử năng lượng.Hệ thống lượng tử nói trên có thể là một nguyên tử, phân tử, tinh thể nano, hoặc hạt nhân. Ánh sáng hay huỳnh quang từ một nguyên tử là một quá trình cơ bản, đóng một vai trò thiết yếu trong nhiều hiện tượng trong tự nhiên và tạo cơ sở cho nhiều ứng dụng, chẳng hạn như đèn huỳnh quang, màn hình tivi CRT (màn hình ống cathode), màn hình plasma, laser, và điốt phát quang. Riêng laser thì bắt đầu bằng phát xạ tự phát, và sau đó có thể duy trì hoạt động liên tục bình thường dựa trên phát xạ kích thích [1].