电离辐射在溶液中沉积的能量引起溶剂分子激发，激发的溶剂分子向溶质传递能量，溶质分子受激而后退激并发射闪烁光子，闪烁光被耦合的光电转换器件（如光电倍增管，硅光电倍增器）分析记录。

溶剂的作用是溶解作为闪烁物质的溶质和样品并作为它们的均匀载体，溶剂还吸收、传递电离辐射的能量，同时溶剂的要求还包括对溶质的闪烁发光透明度要高。一般来说，激发能从溶剂到溶质闪烁物质分子间的传递效率不超过5%，其余95%能量以热能等形式消耗了。为了提高这个能量传递效率，可以加入被称为掺合剂的第二溶剂。通常溶剂占整个闪烁溶液的99%以上，其化学、光学性质非常重要，对整个闪烁体品质有决定性的影响，是液体闪烁体领域的研究重点。常见溶剂有苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等，这些芳香族化合物大都具毒性大、挥发性高、闪点低、化学腐蚀性强等缺点，对操作的安全性、盛装液闪容器的化学兼容性等均有较高要求，因此高闪点、低毒性的溶剂是人们的研究方向，如利用直线烷基苯（Linear Alkyl Benzene，LBA）作为溶剂。

一种高效的有机荧光物质，接收受激溶剂分子的激发能而被激发，退激时发出闪烁光子。对作为闪烁物质的溶质的要求有：在闪烁溶剂中有相当的溶解度；发射光谱和光电转换器件的光谱响应匹配，大多数产品的发射光谱的峰值波长在300～500纳米；发射光谱和整个溶液的吸收光谱不重叠，光衰减长度是这一要求的量化参数；能有效地参与能量传递过程，获得更多的光输出；发光效率高，是指把激发能转换为闪烁光子的效率；闪烁衰减时间短，在纳秒级，大多产品的发光衰减时间为3～4纳秒；辐射稳定性、化学稳定性及光化学稳定性好，并容易获得高的纯度。有时为了改变闪烁发光的波长，在闪烁液加入被称为移波剂的第二种溶质。闪烁溶质种类繁多，但使用最广的是PPO、POPOP、PBD和它们的衍生物。

由于是液态的，因此能够随容器形成任意形状；闪烁衰减时间短，为纳秒级，可以应用于要求高计数率和高时间分辨率的场合；在对液体样品、低射线能量样品或微粒样品进行放射性测量时，可以将样品与闪烁体均匀混合，实现无窗、4π立体角的测量，从而大大提高探测效率；有些产品型号对快中子和γ光子有着很好的脉冲形状甄别特性；光输出足够大、可以可靠地用于实际测量的液体闪烁体品种并不多。

由于具有流动性，造价相对低廉等优点，在需要大面积、大体积的电离辐射探测器领域，如中子、中微子测量领域，获得了广泛的应用，特别是在基于反应堆的中微子物理实验中，如中国大亚湾中微子物理实验、法国Double Chooz实验和韩国RENO实验均选用了数十吨或数百吨来作为探测器。