夜光粉的發光時長取決於其類型和條件。以下是詳細介紹：
短效夜光粉。通常在吸光3-15秒後可以發光0.5-1小時。
長效夜光粉。可以吸收儲存可見光源10-20分鐘，在黑暗處發出光亮長達12個小時以上。某些情況下，長效夜光粉的發光時長甚至可以達到20小時左右，不過這時的光線非常微弱，幾乎無法用肉眼察覺。
此外，夜光粉的亮度衰減特性為：在激發光源停止照射後的一小時內，亮度呈現急劇衰減，10分鐘後亮度僅為100-500cd/㎡，1小時後亮度為10-100cd/㎡，僅為原來亮度的百分之一。然而，經過一個小時的急速衰減後，夜光粉的亮度衰減速度開始大大減慢，十小時後一般還可以維持發光亮度為2～8mcd/㎡。人眼在全黑暗條件下可以觀測到的光線最弱為0.32mcd/㎡，因此夜光粉可以在激發光源停止照射後持續發光10000分鐘（約166.67小時）。然而，要在全暗的環境下才能觀察到這種極微弱的光線。