Es un fenómeno, muy interesante por el cual los organismos que la producen, en su mayoría son marinos; el mismo fenómeno también se presenta en algunos insectos y hongos terrestres, pero por ahora se hablará solamente de los organismos marinos, pues es en el mar donde el fenómeno es muy común.
La bioluminiscencia es la luz producida por organismos vivos, como resultado de una reacción bioquímica en la que la mayoría de las veces intervienen la luciferina (una proteína), oxígeno molecular y ATP (adenosín trifosfato), que reaccionan mediante la enzima luciferasa de la siguiente manera: el oxígeno oxida la luciferina; la luciferasa acelera la reacción y el ATP proporciona la energía para le reacción, produciéndose agua y luz, la cual es muy notoria durante la noche.
Hoy en día, este fenómeno puede ser aprovechado por el hombre, por ejemplo, las bacterias luminiscentes pueden ser usadas en la detección de tóxicos y sustancias mutagénicas en los ambientes acuáticos; agregando estas substancias tóxicas a los cultivos de bacterias, se mide la disminución de la intensidad bioluminiscente. Día con día se sigue investigando sobre este fascinante fenómeno y su posible aplicación en la biotecnología.