當物質燃燒時會發出光和熱，但在自然界中，螢火蟲和一些細菌、菌類等亦會發光，這兩種現象均是化學反應所造成，但前者是熱光後者卻為一種冷光，藉由螢光酶（一種大蛋白質）的催化下產生變化而發光。在天然化學產品中，已開發出一些合成的化學發光分子，以代替螢光素與螢光酶，常用的有效代替物是魯米諾（Luminol）又稱光敏魯。如果溶劑為非質子性（如二甲基亞楓 DMSO），則在這介質中只需氧與強鹼就可以發光；如果溶劑為質子性（如水），則在這介質中需要鹼、催化劑（如赤血鹽），以及氧或過氧化物。另一種為過氧草酸的發光系統，這是目前最具發光效率的發光系統。