Bioluminiscens uppkommer vanligen när en energirik organisk molekyl som kallas för luciferin oxideras av ett enzym som kallas för luciferas. Olika organismgrupper har olika luciferiner och luciferaser ("lucifer" betyder ljusbärare). Reaktionen kräver ofta syrgas och ibland energi i form av ATP (adenosintrifosfat). I luciferinmolekylen exciteras en elektron, d.v.s. den intar ett energirikare tillstånd. Synligt ljus utsändes när elektronen återgår till ett energifattigare tillstånd. Bioluminiscens är vanligen blå, gul eller grön, mera sällan röd. De flesta djur, däribland människor, saknar förmåga att producera bioluminiscens. Den enda elektromagnetiska strålning vi kan producera är infraröd strålning (värmestrålning) som är osynlig för ögat (www.biol.lu.se/zoofysiol/Svar/Farger.html)

Bioluminescens är främst ett marint fenomen och är den enda ljuskällan i djuphavet medan den knappast existerar i sötvatten. Ljuset förekommer bland annat hos mareld, maneter och plankton. På land är bioljus vanligast i form av svamp på trä, självlysande insekter eller nedbrytande bakterier. En del djur producerar själva sitt ljus, andra härbärgerar bakterier som producerar ljus åt dem. Kända exempel är lysmaskar (som finns i Sverige) och eldflugor (som saknas i vårt land). Både lysmaskarna och eldflugorna är skalbaggar, alltså inte maskar respektive flugor. Ljuset fungerar bland annat som en försvarsmekanism, liksom parningssignal (smart.tii.se/smart_old/smart_sv/occular/bio.htm)