荧光偏振性通常用偏振度P和各向异性r来衡量：

P=(I_//-I_⊥)/(I_//+I_⊥)

r=(I_//-I_⊥)/(I_//+2I_⊥)

式中I_//、I_⊥分别为发射光平行和垂直于激发光偏振方向的荧光强度。

若被激发的荧光分子处于静止状态，发射的偏振荧光将保持原有激发光的偏振性；若被激发的荧光分子处于运动状态，发射的偏振荧光将区别于原有激发光的偏振性，即去偏振现象。研究发射荧光的偏振性可实时追踪物质的运动状态（如旋转、翻转等），所处环境性质（溶液黏度、温度等）以及与其他分子的相互作用（结合或解离后体积、运动速度变化）。例如，标记有荧光分子的配体分子在平面偏振光激发下，旋转速度快，去偏振程度高；当小分子与质量大的蛋白结合后，体积增大，旋转速度减慢，与激发光相同平面上的发射光增强，去偏振度减弱，偏振度增加。根据荧光偏振度的变化可获得配体与蛋白质间的结合常数及动力学信息。

荧光偏振技术具有所需样品少、重复性好、灵敏度高、操作简便等优势，已成为生命科学领域中研究生物分子间以及分子与环境间相互作用，如受体-配体、蛋白质-DNA、蛋白质-蛋白质相互作用、蛋白水解、膜流动性以及肌肉收缩等过程的重要方法。荧光偏振技术与成像技术的结合，可以用来研究细胞膜（或细胞质）的局部黏度，从而得到关于膜微结构和各种脂质的相对浓度的信息，也可用于监测信号级联中分子与其分子伴侣结合的动态过程。