时间分辨发射光谱（TRES）是一种实验技术。在某个样品的发射光谱范围内，以一定的波长间隔测量荧光衰减。最后获得一幅强度 - 时间 - 波长 3D 图。在这幅 3D 图的三维数据集中，沿着时间坐标轴的方向观察在不同时间的光谱，而不考虑不同波长的衰减，得到的就是时间分辨发射光谱。如果样品中含有多个荧光发射体，它们发射的荧光光谱相互交叠重合，但是具有不同的荧光寿命，那么就可以利用 TRES 将这些荧光发射体的荧光光谱一条一条分离开来。

例如，二萘酚（2-naphthol）分子会发生电离而处于激发态 (Koti, 2001)，其稳态发射光谱出现两个峰，表明两种形态的二萘酚同时存在。在其发射光谱范围内以一定的波长间隔测量荧光寿命，在每个发射峰处显示出不同的衰变速率。把这些衰变的数据进行拟合，就可以看出在不同的辐射波长处各种成分的荧光寿命和 / 或荧光强度的变化情况。

非电离态的二萘酚荧光辐射峰位于354 nm，而电离态的荧光辐射峰位于414 nm，二者的寿命截然不同。在 TRES 实验中，电离态和非电离态的二萘酚的双重态模式清晰可见。非电离态的二萘酚的衰变时间为3.4 ns（357 nm），电离态的二萘酚的衰变时间为 9.4 ns（414 nm），两个时间常数代表着不同的衰变时间。下图中给出的数据是在 FluoroMax 系统中使用 DeltaHub TCSPC 电子器件以及工作频率为 1 MHz 的 NanoLED-280 脉冲激发光源测量的。

TRES 的另一个用途是测量溶剂重取向的时间常数 (Horng, 1995) 。通过观察单个的荧光团以及发射光谱随时 间的变化，可以绘出峰值能量随时间变化的关系，从而算 出时间常数。此种情况下光谱的移动起因于作为对荧光团 的激发态偶极矩的响应，溶剂分子的偶极矩重新取向。拟 合发射光谱峰值能量与时间的关系，即可获得溶剂分子的 重取向时间常数 (Horng, 1995)。