Emissione di luce da parte di organismi viventi, animali e vegetali, che richiede la presenza di ossigeno. È stata osservata nei fotobatteri; in alcuni funghi Basidiomiceti e in molte specie animali (lucciole). Talora la luce è emessa da tutto il corpo dell’animale, in altri casi tale facoltà è propria di particolari organi luminosi, i fotofori, situati in vari punti del corpo. Tipici fotofori si hanno nei Cefalopodi, nei Crostacei e nei Pesci abissali (Scopelidi e Stomiatidi). L’intensità della luce dipende dalla temperatura, aumentando con questa fino a un optimum, diverso per le varie specie.
Dalle lucciole sono stati estratti e cristallizzati due componenti, un fenolo eterociclico termostabile, la luciferina che esiste in una forma ridotta e una ossidata, e l’enzima termolabile luciferasi, una proteina priva di gruppo prostetico. Allorché si verifica il fenomeno della b. la luciferina ridotta e l’ATP reagiscono per formare il luciferil-adenilato che si lega saldamente al sito catalitico della luciferasi. Il luciferil-adenilato legato all’enzima si ossida per dare prodotti a uno stato eccitato che, tornando alla forma ridotta, emettono luce. Per ogni molecola di luciferina ossidata viene emesso un quanto di luce. Il colore della luce è determinato dalla proteina enzimatica, perché diverse specie di lucciole hanno la stessa luciferina ma emettono luce di colori differenti.
La b. di molti organismi marini, soprattutto del plancton, dà luogo, in particolari zone e periodi dell’anno (specialmente d’estate) a una luminosità notturna delle acque del mare chiamata luminescenza marina.