光和光致发光相比的优势在于，后者对材料能隙的观测受限于入射光的能量。因此，几乎所有的非金属材料都可以运用阴极射线发光手段进行表征。
在显微技术中的应用.在地质学、矿物学、材料科学和半导体工程学中，结合了阴极射线发光探测器的扫描电子显微镜或光学显微镜被用于探测半导体、岩石、陶瓷器和玻璃等材料内部的结构，以获取这些材料的组成成分、生长情况和品质。
在扫描电镜中的应用.电子显微镜使用聚焦后的电子束照射于样品上；从样品中激发出的光通过某些光学系统（例如椭面镜）进行