Biyoluminesans, canlı bir organizma tarafından kimyasal bir reaksiyon esnasında kimyasal enerjinin ışık enerjisine dönüştürülerek ışık üretilmesi ve ışık yayılmasıdır.
İsmi Yunanca "bios" (“yaşam”) ve Latince "lumen" (“ışık”) kelimelerinin birleşiminden gelmektedir. Biyoluminesans büyük organizmalar üzerinde yaşayan, ortak yaşar organizmalar tarafından yapılabilir. Enzimle katalizlenen kemilüminesans reaksiyonu ile yapılır. Luciferin (bir pigment) luciferaz (bir enzim) tarafından oksitlenir ve çoğu olayda ATP de kullanılır. Kimyasal reaksiyon hücre içi veya dışı olarak meydana gelir. Bakterilerde biyoluminesans anlatımı lux operon denilen bir operonla konrol edilir.

Olgunu özellikleri
Biyoluminesans bir çeşit lüminesanstır, ya da “soğuk ışık yayılımı; Işığın %20 den azı termal radyasyona neden olur. Bu floresans, fosforesans veya ışıgın geri yansıtılması ile karıştırılmamalıdır. Derin deniz canlılarının yüzde doksanı biyoluminesans yapmaktadır. Çoğu deniz canlısı suda en güçlü olan mavi ve yeşil dalga boylarında ışık yayar. Deniz canlıları dışında biyoluminesans pek görülmez fakat daha çeşitli renkler görülür. En iyi bilinen kara biyoluminesansını ateşböceği ve Yeni Zelanda parlak kurtları yapar. Başka böcekler, larvalar, kurtlar, eklem bacaklılar ve hatta mantarların biyoluminesans yaptığı belirlenmiştir.

Biyoluminesans adaptasyonu
Dört ana biyoluminesansın evrimleşme teorisi vardır;
Kamuflaj
Çekicilik
Uzaklaştırma
İletişim
Kamuflaj
Cookiecutter köpek balıkları biyoluminesansı kamuflaj için kullanırlar, ama vucutlarının alt kısımları karanlık kalır tuna ve uskumru balıkları gibi yırtıcı balıklara küçük bir balıkmış gibi görünür. Küçük balık sandıkları ava gittiklarınde köpek balığı tarafından ısırılırlar.

Çekicilik
Fener balığı gibi derin deniz balıkları avlarının dikkatini çekmek için biyoluminesans kullanırlar. Başından sarkan uzantı ile küçük balıkları saldırabileceği yakınlığa çeker. Dinoflagellalar ilginç bir yol kullanırlar. Bir yırtıcı plankton fark ettiğinde ışık yayar ve daha büyük yırtıcıları çeker dinoflagellanın peşindeki avcının aklını karışıtırır. Eşlerin çekimi içinde Biyoluminesans kullanılır. Çifleşme döneminde ateş böcekleri karınlarından periyodik olarak ışık yayarlar. Feromon olarak deniz calılarından küçük bir kabuklu ostracod lar kullanır. Bal mantarı sporlarını yaymak için böcekleri çekmek için biyoluminesans yapar.

Uzaklaştırma
Bazı mürekkep balıkları ve kabuklular Biyoluminesanslı kimyasal karışımları mürekkep gibi yayarlar. Ve bu yolla mürekkep balığı ve kabuklu avcının aklını karıştırıp kaçabilir .