Katodoluminescencja (ang. Cathodoluminescence - CL) – zjawisko występujące w izolatorach i półprzewodnikach. Swoją genezę ma w rekombinacji pary elektron-dziura, która została wytworzona przez wybicie elektronu walencyjnego. Wielkość takiego przejścia katodoluminescencji zależy od szerokości przerwy energetycznej materiału. Szerokość przerwy zależy od temperatury, struktury krystalicznej, ilości wtrąceń oraz koncentracji defektów.