Bioluminesenssi on biologista valotuotantoa. Se on kemiluminesenssin erikoistapaus, jota ilmenee eliöillä.[1] Bioluminoivia ovat varsinkin monet syvänmeren eliöt, mutta myös esimerkiksi eräät käävät. Suomessa kiiltomadot, pohjanmesisieni sekä jotkin homeet voivat hohtaa pimeässä. Itämeressä pikkumaneetti kuuluu itsevalaiseviin eläimiin.
On arveltu, että jopa 90 prosenttia syvänmeren eliöistä tuottaa valoa tavalla tai toisella. Osa niistä saalistaa ja osa viestii valollaan lajitovereilleen. Myös monet kalat tuottavat valoa. Yleensä valon väri on sininen tai vihreä tai siltä väliltä, sillä nämä värit näkyvät veden alla parhaiten ja niiden kantama on pitkä. Tämä johtuu siitä, että valon ollessa meriveden värinen vesi absorboi sitä itseensä vähemmän kuin muita värejä.