分子弛豫指分子由一种激发态跃迁到另一能量较低的激发态或基态的过程。弛豫有多种方式。例如，电子激发的分子能量较大，可直接由电子激发态跃回基态，同时产生萤光；可由单重态S1转至三重态T，再从三重态T跃至低态S0，产生磷光；也可在S1态内将能量转移至振动级和转动级，然后以萤光等方式失能；也可通过碰撞将能量变为动能或转移至另一分子等等。振动激发的分子可以将能量在分子内转移至其他振动态，或化为转动能和平动能，或产生萤光，或经过碰撞而转化为平动能，或传给另一分子等等。

弛豫不是瞬时即逝的，所以激发态有一定的寿命，称为弛豫时间。