Kryształy nieorganiczne Elektrony, po zaabsorbowaniu energii promieniowania, przechodzą do pasma przewodnictwa. Następnie poprzez lokalne poziomy w paśmie wzbronionym powracają do pasma podstawowego emitując światło. Lokalne poziomy energetyczne w przerwie energetycznej, nieistniejące w czystym i idealnym krysztale, powstają dzięki aktywatorom (zanieczyszczeniom sieci krystalicznej). Przykładem kryształu, w którym zachodzi taki proces, jest siarczek cynku aktywowany srebrem ZnS(Ag).
Scyntylatory organiczne W substancjach organicznych nie ma wyraźnych pasm energetycznych elektronów, natomiast, na skutek absorpcji promieniowania, całe cząsteczki mogą przechodzić do stanu wzbudzonego. Następnie część energii wzbudzenia oddawana jest w postaci ciepła, a w końcu kwant światła emitowany jest przy powrocie do stanu podstawowego. Mechanizm ten dotyczy zarówno kryształów organicznych takich jak np. antracen, jak i roztworów tych kryształów w amorficznych tworzywach sztucznych.
Scyntylatory gazowe Proces odbywa się poprzez wzbudzenie lub jonizację