有各种光学过程，其所产生的光辐射的光子能量与入射的光辐射相比变低了，或者其波长变长了。这种光子能量的损失通常被称为斯托克斯频移，用来纪念是爱尔兰物理学家乔治·斯托克斯。斯托克斯频移会在如下情况下发生：
当一些材料被激发以发射荧光时，所述荧光的平均光子能量通常比入射光的小，其能量差被转移为微观振动（加热）。然而，这并非总是如此，参阅光学制冷。
由光泵浦激光器发射的光子的能量通常比在泵浦的光子能量小。激光器中最小的斯托克斯频移（参阅量子缺陷）可小于泵浦光子能量的1％，但其常见的值为是百分之几至40％之间。
在拉曼放大器和拉曼激光器以及在基于布里渊散射的器件中，被放大的光的光子能量比所述泵浦光光子能量小。
在拉曼光谱中，大部分散射光的具有变小的光子能量。但经常也可以检测到一些反司托克斯光，其光子能量则大于入射光的光子能量。
