量子點是把導帶電子、價帶空穴及激子在三個空間方向上束縛住的半導體納米結構。碳量子點以碳為基本結構單元，其三維尺寸均為納米尺寸。它可以分散在水或其他溶劑中，近似球形。其表面官能團，尺寸小于10 nm。碳點因其易于功能化、性質、低、生物相容性好而被應用于生物成像、生物傳感、光催化、光療、載體、化學傳感、熒光墨水等領域。

半導體量子點的光學性質。量子點的發光原理與常規半導體發光原理相近，均是材料中載流子在接受外來能量后，激發態，在載流子回復至基態的過程中，會釋放能量，這種能量通常以光的形式發射出去。與常規發光材料不同的是，量子點發光材料還具有一下的一些特點。

發射光譜可調節。半導體量子點主要由ⅡB-ⅥA、ⅢA-ⅤA或者ⅣA-ⅥA族元素構成。尺寸、材料不同的量子點發光光譜處于不同的波段區域。如不同尺寸的ZnS量子點發光光譜基本涵蓋紫外區，CdSe量子點發光光譜基本涵蓋可見光區域，而PbSe量子點發光光譜基本涵蓋紅外區。

量子點的發光原理是由于電子、空穴以及它們周圍的相互作用而引起的，當激發能級帶隙時，量子點就會吸收光子使電子從價帶躍遷到導帶。量子點的紫外可見光譜有很多能級態，看得見的峰稱為量子限制峰，是由級態激發所產生。此外，很多電子狀態存在于能級水平，因此允許單一波長的光同時激發多顏色的量子點。

 無機熒光碳量子點系列：

紅光碳量子點
近紅外碳量子點
藍光碳量子點
碳量子點粉末（黃色）
綠光碳量子點
水相/油相碳量子點

聚苯乙烯修飾碳量子點

有機硅功能化的紅光碳量子點
綠光硅烷碳量子點
氨基功能化近紅外碳量子點
釓(Ⅲ)螯合物功能化的碳量子點CQD-DTPA-Gd
釓(Ш)-碳量子點
錳摻雜-碳量子點(Mn-CDs)
葡萄糖酸碳量子點
水溶性熒光碳量子點(CQDs)

硅量子點Si-based quantum dot
氨基羧基修飾硅量子點(Si QDs)
Cu摻雜硅量子點
水溶性熒光硅量子點
SixN/SiyC包覆硅量子點
聚異丙基丙烯酰胺功能化的熒光硅量子點