自然界具有發光能力的有機體種類繁多。一些細菌和高等真菌有發光現象。動物界25個門中，就有13個門28個綱的動物具有發光現象，從最簡單的原生動物到低等脊椎動物中都有發光動物，如鞭毛蟲、海綿、水螅、海生蠕蟲、海蜘蛛和魚等。動物的發光，除其自身發光即一次的發光以外，由寄生或共生而產生二次發光的例子也不少。不同生物體的發光顏色不盡一致，多數發射藍光或綠光，少數發射黃光或紅光。
螢火蟲類
螢火蟲
螢火蟲發光細胞中含有熒光素、熒光素酶兩種發光物質。它們與ATP（三磷酸腺苷）及氧一起反應，在氧與熒光素結合時發生電子轉移同時發生能量的變化釋放出熒光光子而發光。
節足動物
這類發光過程包括加氧、激發與轉移，如海螢的發光：它在自身分開的腺體中分別合成熒光素和熒光素酶，當把兩者同時噴進水里時就會在水中反應而發光。波長460納米，光色為藍色。
細菌
它的反應機制與前三種不同。底物在催化循環中會形成還原型核黃素磷酸鹽和醛化合物，當遇到熒光素酶和氧時，就會形成一種激發的絡合物。絡合物斷裂時生成氧化核黃素磷酸鹽、酸、水及一個光子，波長470～505納米，光為藍綠色。
腔腸動物
包括刺絲胞亞門和櫛水母亞門。這種類型發光具有各種不同的活化反應。亞門和綱不同，活化反應與激發特性也不同。此類發光還可以從一個發光種傳遞激發態能量給另一個發光種，即有敏化生物發光現象。這種發光可發出不同顏色的光，較多地偏向紅色，波長480～490納米。
過氧化氫生物
包括海筍屬、蚯蚓屬及柱頭蟲屬等。這類發光包括兩個過程，蟲熒光素與氧或過氧化物單獨或兩者作用后先生成超氧陰離子（自由基），然后再激發。
人體
已發現人體的體表也能發光，至于它的機理還不清楚。日本的研究者發現人體會發光。人的身體所發的光比肉眼能見的低1000倍。人體光在一天內會有周期性波動,這使我們在下午時候最閃亮(人們嘴部附近的皮膚也是在這個時候最亮)而在晚上的時候最黯淡。