Предложен метод обработки больших наборов кинетических кривых затухания флуоресценции молекул с использованием алгоритмов интеллектуального анализа данных, позволяющий определить параметры биофизических и оптических процессов, протекающих в молекулярных системах. Идея разработанного метода состоит в разбиении исходного набора кривых затухания флуоресценции на кластеры по степени близости в некоторой мере сходства, нахождении медоидов кластеров, применении метода снижения размерности данных и отображении экспериментальных данных в пространстве двух-, трехмерной размерности, анализе кривых затуханий медоидов с использованием аналитических или имитационных моделей. Применимость метода рассматривается на примере анализа наборов данных, представляющих собой системы флуорофоров. Разработанный метод требует существенно меньше времени и вычислений аналитической функции аппроксимации, а точность оцененных параметров выше, чем в случае применения классического подхода.