I det mørke vand under den solbelyste zone producerer mange organismer deres eget lys. Bioluminescens er den kemiske produktion af lys af levende væsener, opnået gennem reaktioner, der involverer luciferiner og luciferaseenzymer, eller gennem symbiotiske bakterier.

Lyset kan tjene som lokkemiddel til byttedyr, et advarselssignal, camouflage mod det nedadgående lys eller et kommunikationsmiddel. Dybhavsfisk, vandmænd, blæksprutter og utallige planktoniske organismer blinker, gløder eller udsender lysende skyer. I overfladevand kan dinoflagellatblomster få bølgerne til at funkle om natten.

Fænomenet er langt mere almindeligt i havet end på land. Studier af bioluminescens har givet værktøjer til biomedicinsk forskning og inspireret til nye billeddannelsesmetoder. Dykkere og undervandspiloter beskriver ofte oplevelsen af ​​at stimulere et felt af glødende plankton som et af de mest mindeværdige syn i havet.

Et enkelt netfang fra dybet kan indeholde snesevis af lysende arter.