荧光分析法是最灵敏的分析方法之一，其灵敏度在很多情况下比紫外可见吸收光谱法要高很多，所以更适合于低浓度的分析。这两种方法在灵敏度方面的差别主要由于与浓度相关的参数的测量方式不同。在分子发光中荧光强度If(或林光强度IP)直接同荧光(或磷光)物质的浓度成正比。这里与浓度相关的参数是在很小噪声背景(因为是在与入射角成90°方向上检测)下的荧光(磷光)发射信号。可以用增强入射光强度I0或增大荧光(磷光)放大倍数来提高灵敏度。在分光光度法中，吸光度A与物质的浓度成正比，与浓度相关的参数为A=lg(I0/I)，所以不但要测量透过试样的光强度I，还要测量入射光强度I0。当试样浓度很低时，吸收微弱，I和I0非常接近。在这种情况下，要让检测器去区分两个较大信号的微小差别是十分困难的。另外，如果增强入射光强度I0，I也按比例变化，所以对吸光度A的数值无影响;若提高检测器信号的放大倍数，其放大作用对I和I0有相同效应，故对A也不会有什么净增益。所以分子发光分析法的灵敏度一般要比相应的分光光度法的灵敏度高2~4个数量级。