Algumas das coisas que brilham sob uma luz negra incluem papel branco, água tônica, vaselina, clorofila, dinheiro, selos postais, água-viva e alguns minerais. Essas substâncias brilham porque absorvem o ultravioleta emitida pela luz negra e em seguida a reemita.
As luzes negras funcionam com base na propriedade da fluorescência, o que significa que os objetos absorvem luz com uma energia mais alta e emitem luz com uma energia mais baixa. Embora a luz ultravioleta emitida pela luz negra seja invisível ao olho humano, ela ainda é absorvida pelos objetos próximos à fonte de luz e então refletida através deles. Os humanos normalmente veem a luz que varia do vermelho ao azul. Tanto a luz infravermelha quanto a ultravioleta não podem ser detectadas olhando-as diretamente. No entanto, alguns produtos químicos, materiais e outros objetos absorvem a luz ultravioleta melhor do que outros, fazendo com que pareçam brilhar sob uma luz negra.
O princípio da fluorescência também é usado na ciência. Os investigadores da cena do crime usam luz fluorescente para investigar acidentes de carro e outros crimes para encontrar evidências invisíveis a olho nu. Como o anticongelante brilha sob uma luz negra, os investigadores podem usar o anticongelante vazado para rastrear os movimentos de um carro na estrada. Os cientistas também usam luz fluorescente para estudar organismos e células.