Существует химический способ производства фотонов, который включает в себя химические реакции. Когда эти реакции протекают в живых организмах, таких как бактерии, светлячки, кальмары и глубоководные рыбы, они светятся, и этот процесс известен как биолюминесценция. Нужно по крайней мере два химических вещества для свечения. Химики использовать универсальный термин люциферин, чтобы описать производство света. Они используют этот термин для описания люциферазы - фермента, который катализирует реакции свечения.

Простая реакция следует несложной последовательности. Во-первых, люцифераза катализирует окисление люциферина. Другими словами, люциферин создает химическую реакцию с кислородом, чтобы произвести свет. Эта реакция производит свет, как правило, в синей или зеленой области спектра. Иногда, люциферин связывается с белком катализирующего протеина и кислорода в большую структуру, известную как фотопротеин. Когда ион - как правило, кальций - добавляется в фотопротеин, он окисляет люциферин, в результате чего производится свет.

В морских глубинах, как правило, живые организмы излучают синий свет, потому что длина волны синего света, около 470 нанометров, и он лучше распространяется в воде. Кроме того, большинство водных организмов не имеют пигмента в своих органах зрения, которые позволяют им видеть больший спектр цветов (желтый, красный) или меньший спектр (индиго, ультрафиолет) длин волн.

Единственным исключением могут быть рыбы семейства Malacosteid, также известные как loosejaws. Эти животные могут производить красный свет и обнаруживать его, а другие морские организмы – не могут.