Bioluminiscencija se odnosi na sposobnost živog organizma da emitira svjetlost. Većina stvorenja koja emitiraju svjetlost su morska bića, ali neki insekti i biljke također emitiraju svjetlost.
Sva svjetlost, uključujući bioluminiscenciju, nastaje istim procesom. Elektron koji kruži oko jezgre atoma prima dovoljno energije da skoči na višu orbitalnu ljusku. Kada izgubi energiju i padne natrag u donju ljusku, energija koju oslobađa izlazi u obliku fotona, ili čestice svjetlosti. U većini poznatih oblika svjetlosti, poput sunca, žarulje sa žarnom niti ili toplog kamina, elektroni su toplinski pobuđeni, stoga se mnogo energije oslobađa kao toplina i samo se mali dio, usporedno govoreći, oslobađa kao svjetlost . Međutim, u bioluminiscenciji se elektroni pobuđuju kroz kemijski proces i ne gubi se energija kao toplina. Umjesto toga, sva energija bježi kao svjetlost. Budući da nema gubitka topline, bioluminiscencija se naziva “hladno svjetlo”.
Kemikalije uključene u bioluminiscenciju su luciferin, supstrat, i enzim luciferaza. Različita stvorenja proizvode različite vrste ovih kemikalija što rezultira različitim bojama svjetla. Najčešća boja koju proizvodi morski život je plava, što je prirodna evolucijska selekcija budući da plava najdalje prodire kroz vodu.
U oceanu su stvorenja razvila bioluminiscenciju iz raznih razloga. Svjetlo može pomoći ribi pronaći hranu, upozoriti predatore ili privući partnera. Neke ribe imaju svjetlosne organe ispod očiju koji služe istoj svrsi kao i čeono svjetlo rudara. Drugi, poput ribiča, imaju bioluminiscentni mamac na vrhu nosa dizajniran ne samo da privuče plijen, već i partnera. Neki škampi mogu povratiti bioluminiscentni oblak u čeljusti napadača kako bi mu privremeno odvratili pozornost dok škampi okreću rep i pobjegnu!
Bioluminiscencija je također evoluirala kako bi sakrila oblik ili siluetu stvorenja na svijetloplavoj pozadini mora filtriranog suncem. Svjetlucajući plavkastom bojom životinja postaje daleko manje uočljiva grabežljivcima koji prolaze iznad ili ispod nje i može se manje-više stopiti s pozadinom okolne vode.
Na kopnu određene vrste gljiva, gljiva i crva proizvode bioluminiscenciju, ali najčešća je krijesnica. Premda sve vrste nemaju tu sposobnost, za one koji se ponašaju jedno je bljeskanje uzoraka dizajniranih da privuku partnera. Ako je ženka zainteresirana, ona će vratiti svoj vlastiti uzorak u fiksnom intervalu nakon posljednjeg bljeska mužjaka. Između njih se može dogoditi svojevrsni dijalog – njihova vlastita verzija bioluminiscentne Morseove azbuke!
Kemijski proizvedeno svjetlo koristi se i za svjetleće štapiće koji kada se “pucaju” spajaju tvari koje će svijetliti do 24 sata. Ove štapove obično koriste ronioci ili noćni veseljaci.