Fosforescencja (tzw. zimne świecenie) – jeden z rodzajów fotoluminescencji; zjawisko świecenia niektórych substancji światłem własnym, wywołane uprzednim naświetleniem ich światłem lub napromieniowaniem ich promieniami UV, promieniowaniem rentgenowskim lub korpuskularnym z zewnątrz. Czas trwania fosforescencji jest relatywnie długi (w odróżnieniu od fluorescencji), od stosunkowo dużych części sekundy do kilkudziesięciu dni.
Długość fali światła emitowanego jest dłuższa niż długość fali promieniowania naświetlającego.
Z kwantowego punktu widzenia fosforescencja to emisja fotonów, związana z przejściami elektronowymi, odbywającymi się ze zmianą spinu, czyli zabronionymi (ΔS≠0).