Флуоресцентни багрила са съединения със специални структури, и техните структурни характеристики включват главно следните три точки:
(1) Молекулата съдържа група, излъчваща флуоресцентни, като карбонилна група, азотно-азотна двойна връзка, двойна връзка въглероден азот и др.
(2) Молекулата съдържа групи ауксохром. Групата на ауксохром прави спектъра на червения shift и повишава ефективността на флуоресценцията, като първична аминогрупа, вторична аминогрупа, хидроксилна група, етерна връзка, амидна група и т.н.
(3) Молекулата съдържа конюгирани π връзки с твърда планарна структура. По-голямата интрамолекулна конюгирана система, толкова по-силна е планярността, толкова по-висока е интензивността на флуоресценцията. Някои фактори, които могат да подобрят степента на конюгация, могат да повишат ефективността на флуоресценцията и да изместят дължината на вълната на флуоресценцията към посоката на дълги вълни.
