Zeleni fluorescentni protein (GFP) je protein koji se javlja u vrsti meduza, Aequorea victoria, koja se nalazi u sjevernom Pacifiku. Fluorescencija je fenomen u kojem određene tvari apsorbiraju energiju iz elektromagnetskog zračenja, kao što je svjetlost, i emitiraju energiju na različitoj, normalno dužoj, valnoj duljini. Zeleni sjaj koji proizvodi GFP proizlazi iz toga što apsorbira relativno visoko energetsku plavu i ultraljubičastu svjetlost i emitira je kao zeleno svjetlo, koje ima dužu valnu duljinu i manje energije; stoga će svijetliti zeleno kada je izložena nevidljivom ultraljubičastom svjetlu. GFP je od posebnog interesa za biologe jer, za razliku od većine drugih fluorescentnih proteina, fluorescira sam bez potrebe za bilo kakvom interakcijom s drugim molekulama. Budući da se radi o proteinu koji se u potpunosti sastoji od aminokiselina, to znači da se organizmi mogu genetski modificirati da ga proizvedu, što dovodi do širokog raspona primjena u različitim poljima biologije.
Bioluminiscencija se javlja u mnogim morskim organizmima. U slučaju Aequorea victoria, kemiluminiscentna tvar nazvana aequorin emitira plavo svjetlo kada se kombinira s kalcijevim ionima. Ovu svjetlost zatim apsorbira zeleni fluorescentni protein kako bi se dobio zeleni sjaj. Utvrđeno je da brojni drugi morski organizmi sadrže te tvari, ali nije jasno zašto su evoluirali da proizvode ovaj sjaj ili mijenjaju boju iz plave u zelenu. Jedna sugestija, temeljena na eksperimentalnim dokazima da užareni GFP može osloboditi elektrone, je da bi GFP mogao djelovati kao svjetlosno aktivirani donor elektrona, na sličan način kao klorofil u zelenim biljkama.
Zeleni fluorescentni protein ima složenu strukturu. Fluorescentni dio – poznat kao fluorescentni kromofor – sastoji se od tri aminokiseline, tirozina, glicina i serina ili treonina, spojenih u obliku prstena. To se nalazi unutar cilindrične strukture koja štiti kromofor od kontakta s drugim molekulama, što je značajka koja je ključna za fluorescenciju, budući da bi kontakt s molekulama vode inače raspršio energiju koja se koristi za proizvodnju zelenog sjaja.
GFP se pokazao iznimno korisnim u područjima kao što su genetika, razvojna biologija, mikrobiologija i neurologija. Može se koristiti za označavanje specifičnih proteina unutar organizma kako bi se vidjelo gdje i kada su izraženi; dio DNK organizma koji kodira protein od interesa može se projektirati da također sintetizira GFP, čime se omogućuje praćenje proteina unutar živih stanica pomoću ultraljubičastog svjetla. Virusi se također mogu označiti na ovaj način, što omogućuje praćenje infekcija u živim organizmima. Zeleni fluorescentni protein također se može modificirati da fluorescira u nekoliko drugih boja, otvarajući nove mogućnosti. Jedan od njih je stvaranje transgenih miševa s različitim kombinacijama fluorescentnih proteina izraženih u neuronima, koji omogućuju detaljno proučavanje neuronskih putova u mozgu.
Druge primjene pronađene su izvan biologije. Jedan kontroverzan razvoj je inženjering fluorescentnih ljubimaca. Stvorene su genetski modificirane životinje koje proizvode zeleni fluorescentni protein, a uključuju ribe, štakore, svinje i zeca.