CL谱的激发源是高能电子束；CL能调节入射电子的能量，可以使电子进入到样品的不同深度，从而观测到样品表面以下的晶体缺陷信息。缺点是表面很容易被电子破坏。

一些不导电矿物样品，在高能电子作用下，发射的可见光信号，叫做阴极荧光。它是由这些物质的价电子，在受激态与基态之间能级跃迁直接释放波长比较长、能量比较低的波，其能量在几至几十个电子状，波长在可见光波长范围内。阴极荧光谱是利用电子束激发半导体样品，将价带电子激发到导带，之后由于导带能量高不稳定，被激发电子又重新跳回价带，并释放出能量E≤Eg（能隙）的特征荧光谱。

阴极荧光谱取决于发光物质(包括主体物质和杂质)的价电子能级分布。因此，它可用来测定一些矿物的阴极荧光特点，是一种矿物鉴定方法。