蛍光体（ＬｉＦ、ＣａＦ２（Ｍｎ）、ＣａＳＯ４（Ｍｎ）等）が放射線照射されたことにより自由電子が生まれ、これが蛍光体内に捕捉される。これを加熱昇温すると、捕捉電子が飛び出し、同時に蛍光を発する。この発光現象を熱ルミネッセンスという。入射した放射線の量と熱ルミネッセンスによる蛍光の量とが比例するので、その蛍光の量から線量を測定できる。この原理を利用した線量計が熱ルミネッセンス線量計である。この線量計は、放射線に対する感度が良く小形軽量であるため、個人被ばく管理、医学的用途等に用いられている。