叶绿素荧光可以反映光能吸收、激发能传递和光化学反应等光合作用的原初反应过程，而且与电子传递、质子梯度的建立及ATP的合成和CO2固定等过程有关。几乎所有光合作用过程的变化都可通过研究叶绿素荧光反映出来。它与分光光度法比较,优点是；荧光法测定水体中叶绿素a的灵敏度、精密度和准确度较好，该法测定结果与分光光度法无显著性差异，而且具有简便快捷的特点。

表征藻类光合活性的参数

    真核藻类的光合作用是在叶绿体中进行的，其中光化学反应和电子传递的成分都位于叶绿体内的类囊体膜上。光合作用的先进步是利用光合色素捕获光能，藻类的光合色素多种多样，这有利于不同的藻类适应不同的生活环境。游离的色素分子不具有捕获光能的功能，只有与蛋白质结合形成捕光色素蛋白复合体，才能执行起捕获光能的作用。而表征藻类光合活性的参数主要是光合色素，它可以分为3类：叶绿素、类胡萝卜素和藻胆蛋白。所有藻类均含有叶绿素和类胡萝卜素，只有蓝藻、红藻、隐藻和某些原绿球藻含有藻胆蛋白。

叶绿素

    叶绿素含量和光合作用密切相关，是反映藻类生理状态的重要指标。目前发现存在于藻类中的叶绿素种类有：叶绿素a、叶绿素b、叶绿素c1、叶绿素c2、叶绿素c3和叶绿素d。所有放氧光合生物均含有叶绿素a，大部分还含有叶绿素b或叶绿素c1、c2和c3,而叶绿素d只在某些红藻中存在。这些叶绿素均可起捕获光能的作用。叶绿素a代表绿色的光合作用色素，所有活着的藻类中均有能够被直接测定，并用来作为藻类生物量多寡的主要指示；叶绿素b和叶绿素是一种辅助色素，只存在于一些特殊藻类中，能够影响叶绿素a测定的有效性。由于不同的藻类所含有的叶绿素种类不同，而且各种叶绿素在藻类中的比例不同，因此可以通过测各种叶绿素的比值来确定未知藻类的种属。 

类胡萝卜素 

    藻类中的类胡萝卜包括2大类：胡萝卜素和叶黄素。这2种色素都有许多不同的类型，胡萝卜素是纯粹的碳氢化合物,而叶黄素是由胡萝卜素衍生的醇类，它在叶绿体的结构中与脂类物质相结合。类胡萝卜素的较大吸收光谱在蓝紫光部分，不吸收红光等波长的光。

藻胆蛋白

    存在于蓝藻、红藻、隐藻和一些原绿球藻中，主要有4类：藻红蛋白、藻红蓝蛋白、藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白。其中PE和PEC呈红色，PC和APC呈蓝色。藻胆蛋白主要吸收波长为450nm～660nm的光，其中PE的吸收峰在490nm～570nm，PC在620nm有一主吸收峰，APC在650nm有一主吸收峰。

叶绿素荧光成像系统在藻类光合作用中的应用 

    藻类细胞内的叶绿素分子通过直接吸收光量子和间接通过捕光色素吸收光量子得到能量后，从基态跃迁到激发态，并产生荧光。

    1、叶绿素a是绿色的光合作用色素,是衡量藻类生物量的主要标志，是一种其浓度能被荧光仪定的荧光分子。光线的变化、温度、度、可溶物质和藻类健康状况均对荧光有显著影响，从而影响叶绿素a浓度的确定。

    2、光线的影响，光线的变化对藻细胞中的荧光有显著的影响。在光线较低的时候，藻细胞会将叶绿体退到细胞的外围以获得较多的光线，或者产生较多的叶绿体。这2种反应会导致不实的荧光数据，而不能代表实际的藻类生物量。而当光线太强时，藻类的生长会受到抑制而导致荧光低估了藻类的生物量。

    3、温度的影响，所有的荧光都不同程度的受温度影响，温度与荧光成反比。

    4、水质的影响，可溶解物质，叶绿素的降解产物、辅助色素和浊度均会影响荧光。

    5、藻细胞的生理状态的影响，被藻细胞中包含的叶绿素吸收的光能有3种去向：被用于光合作用；产生热；以荧光形式重新发射。由于“健康”的藻细胞所吸收的光能可以充分地用于光合作用，因而发射的荧光就比“垂死”的藻细胞少。