夜光手表在白天需要吸收3到5小时的太阳光才能达到饱和状态。这期间，表盘上的夜光材料会吸收能量，当夜晚降临，电子从高能级跃迁到低能级时，便会发出光。这种环保材料的夜光表，其发光效果取决于白天吸收的光能。如果夜晚光线不足，手表的夜光效果会减弱，甚至完全不亮。
部分夜光表采用放射性材料制成，即便在没有光照的情况下也能发光。这类手表的夜光效果与放射性元素的剂量有关，剂量越大，夜光亮度越高。然而，放射性元素不仅激发夜光材料发光，还会逐渐破坏其结构，导致夜光性能减弱。因此，这类夜光表的发光效果会随时间逐渐降低，甚至不再发光。
新一代夜光涂层采用不会氧化且无放射性危险的材料，可以在缺乏光线的地方提供足够的亮度。例如，某些现代夜光表通过涂抹在指针和表盘上的新型发光原料，在白天吸收光能后，可以在夜晚持续发光，无需额外光照。
如果手表的夜光效果不佳，可以尝试使用手电筒或手机闪光灯照射表盘30秒左右，以增强夜光效果。如果长时间未使用或在黑暗环境中存放，夜光表可能需要重新充电或吸收光能才能恢复正常亮度。
对于主动发光的夜光表，可以设置成常亮模式，使其整夜发光。而对于被动接受光的夜光表，需要长时间光照才能保持亮度。如果夜光表出现时亮时不亮的情况，可以检查表盘和指针是否已经吸收足够的光能。
夜光手表的发光原理包括光致发光、电致发光和射线发光三种。光致发光粉受到阳光、紫外线或灯光照射后会发光，其初始亮度越高，发光时间越长。电致发光粉则通过氚蒸气衰变释放电子激发发光。射线发光粉用于古董表，在黑暗环境中也能发光，但对人体有一定影响。
