夜光材料的原理主要有以下幾種：
磷光材料。如氧化鋅（ZnO）和硫化鋅（ZnS），它們可以通過外部光源（如紫外線、可見光和電子束）的激發，吸收和激發能量後，從基態躍遷到激發態，釋放出能量並發出光芒，這種材料通常發出藍色和綠色光芒，其發光效果取決於晶體大小、形態、材料濃度和激發光源的波長。
螢光材料。如螢光粉，它們在陽光或其他光源照射下吸收光能，並在夜晚自動發光，螢光粉可以吸收紫外線或藍紫光並在短時間內發出明亮的光芒。
放射性夜光材料。如摻入放射性物質的夜光粉，這種材料利用放射性物質發出的射線激發螢光粉發光，發光時間很長，但有毒有害，會導致環境污染，因此套用範圍較小。
電致發光材料。這種材料需要外界電場的作用才能發光。
透明發光材料。這種材料需要在其中添加螢光劑及其他發光材料才能實現夜光效果。
夜光材料的套用非常廣泛，包括夜光石、夜光粉、夜光塑膠球、夜光步道、夜光路面等。