La Spettroscopia Time-Correlated Single-Photon Counting (TCSPC) è una tecnica che consente di misurare i decadimenti di fotoluminescenza nel dominio del tempo. In linea di principio, vengono rilevati eventi a singolo fotone e il loro tempo di arrivo viene correlato all'impulso laser utilizzato per l'eccitazione del campione. Il campione viene eccitato da una sorgente laser pulsata con un'alta frequenza di ripetizione e questo processo viene ripetuto più volte in modo da raccogliere la più ampia possibile distribuzione di fotoni nel tempo. I fotoni emessi dal campione vengono rilevati per mezzo di un foto-moltiplicatore ad alto guadagno sincronizzato rispetto all'impulso di eccitazione. Contando molti eventi viene creato il tipico istogramma che fornisce la distribuzione dei fotoni nel tempo.