Priežastis, kodėl optiniais balikliais galima pasiekti reikšmingų baltumo ir ryškumo patobulinimų daugelyje pramonės sričių, slypi jų unikaliame funkciniame pagrinde,{0}}kuriame pagrindą sudaro molekulinės fotofizikos procesai. Tiksliai valdydami šviesos sugertį ir re{2}}spinduliavimą, jie ištaiso matomo spektro medžiagų atspindžio defektus ir taip pasiekia savo fizines charakteristikas, pranokstančias jų fizines charakteristikas. Šis funkcinis pagrindas integruoja organinės fotochemijos, molekulinės spektroskopijos ir medžiagų mokslo principus, sudarydamas stabilų ryšį nuo mikroskopinių efektų iki makroskopinių rezultatų.
Pirmoji šio funkcinio pagrindo grandis yra selektyvus ultravioletinių spindulių sugertis. Optinio baliklio molekulėse paprastai yra aromatinių konjuguotų sistemų. Šios struktūros turi elektroninės pereinamosios energijos lygius, atitinkančius ultravioletinę šviesą (bangos ilgis apie 300-400 nm). Kai molekulė sužadinama ultravioletine šviesa, π elektronai pereina iš pagrindinės būsenos į sužadintą būseną, todėl šviesos energija užfiksuota tam tikroje bangos ilgio juostoje. Šis sugerties specifiškumas yra būtina sąlyga tolesnei šviesos konversijai, užtikrinančia, kad baliklis aktyvuotų savo funkciją tik esant natūralių ar dirbtinių šviesos šaltinių ultravioletiniams komponentams, netrukdydamas originalioms medžiagos optinėms savybėms kituose spektro regionuose. Tolesnis procesas apima fluorescencijos konversiją ir emisiją. Sužadinti elektronai, po vibracinio atsipalaidavimo atgal į žemesnius vibracijos energijos lygius, spinduliavimo perėjimais grįžta į pradinę būseną, kartu išskirdami mažos-energijos mėlyną-violetinę matomą šviesą (bangos ilgis apie 400-500 nm). Šio proceso metu nematoma ultravioletinė šviesa paverčiama matoma šalto{14}}tono šviesa, kuri vėliau uždedama ant pačios medžiagos atspindinčio spektro. Kadangi daugumos baltų arba šviesių medžiagų atspindėjimas mėlynai violetinėje srityje natūraliai yra nepakankamas, jos paprastai atrodo šiek tiek geltonos arba pilkšvos. Papildoma balinamųjų medžiagų emisija tiksliai neutralizuoja šį spalvų pokytį, žymiai pagerindama vizualinį baltumą ir netgi viršydama ribas, pasiekiamas vien fiziškai išsklaidant.
Molekulinės struktūros standumas ir plokštumas yra labai svarbūs siekiant užtikrinti efektyvų šio proceso vykdymą. Nepertraukiamos konjuguotos π sistemos ir standžios konfigūracijos, ribojančios intramolekulinį sukimąsi, sumažina ne-spinduliavimo energijos nuostolius ir padidina fluorescencijos kvantinę išeigą; o atitinkamos pakaitų modifikacijos gali reguliuoti tirpumą ir substrato suderinamumą bei optimizuoti absorbcijos ir emisijos bangų ilgių atitikimą naudojant elektroninius efektus. Be to, šviesai{3}} ir karščiui-stabili konstrukcija gali sulėtinti fotodegradaciją ir terminį skilimą, išlaikant ilgalaikį -veiksmingumą. Tai sudaro fizikinį ir cheminį pagrindą optinių baliklių naudojimui atšiauriomis sąlygomis.
Žvelgiant iš holistinės funkcinės perspektyvos, optiniai balikliai nėra tik dažikliai ar maskuojančios medžiagos. Atvirkščiai, remdamiesi giliu šviesos ir materijos sąveikos supratimu, jie naudoja molekulinio-lygmens šviesos konversijos mechanizmus, kad „optiškai kompensuotų“ vaizdinę medžiagų informaciją. Šis kelias, kuriame naudojami mikroskopiniai vaizdinės fizikos principai makroskopiniam estetiniam patobulinimui, užtikrina efektyvų, kontroliuojamą ir ilgalaikį balinimo efektą, nepakenkiant substrato veikimui. Tai taip pat yra patikimas teorinis ir praktinis įvairių pramonės šakų funkcinio projektavimo pagrindas.