Исследовано влияние высокотемпературной обработки в вакууме в присутствии углерода в качестве восстановителя на люминесцентные свойства диоксида циркония. Показано, что рост интенсивности импульсной катодолюминесценции при 480 nm и термолюминесценции в доминирующем пике при 500 K при такой обработке обусловлен термохимическим окрашиванием исходных образцов с образованием кислородных вакансий, обнаруживаемых методом электронного парамагнитного резонанса. Описанная методика повышения выхода люминесценции ZrO2 может применяться при его использовании в оптоэлектронике, фотонике и радиационной дозиметрии.