Après un aperçu historique des observations et découvertes, l’article aborde comment et par quelles cellules sont générées et contrôlées les émissions lumineuses selon les organismes vivants considérés.

Des exemples permettent de découvrir combien le rôle de la bioluminescence dans la vie des diverses espèces peut être extrêmement varié et dépendre de l’environnement immédiat (milieu aqueux, ionique…).

Si l'étude des insectes luminescents et des dinoflagellés a permis de mettre en évidence les mécanismes moléculaires, de nombreux détails restent encore à élucider, en particulier pour les espèces vivant dans les abysses. Cela n’a pas empêché des applications de la bioluminescence. Des exemples sont cités en biochimie, en biologie moléculaire et en biotechnologies.

Des sources accessibles sur internet sont proposées en fin d'article et permettent d’approfondir la compréhension des aspects comportementaux des mécanismes biochimiques et des applications analytiques et technologiques.