In den dunklen Gewässern unterhalb der sonnenbeschienenen Zone erzeugen viele Organismen ihr eigenes Licht. Biolumineszenz ist die chemische Lichterzeugung durch Lebewesen, die durch Reaktionen mit Luciferinen und Luciferase-Enzymen oder durch symbiotische Bakterien erfolgt.

Das Licht kann als Köder für Beutetiere, als Warnsignal, zur Tarnung vor dem einfallenden Licht oder als Kommunikationsmittel dienen. Tiefseefische, Quallen, Tintenfische und unzählige Planktonorganismen blitzen auf, leuchten oder setzen Leuchtwolken frei. In Oberflächengewässern können Dinoflagellatenblüten die Wellen nachts zum Funkeln bringen.

Das Phänomen tritt im Meer weitaus häufiger auf als an Land. Die Erforschung der Biolumineszenz hat neue Werkzeuge für die biomedizinische Forschung hervorgebracht und zu neuen Bildgebungsverfahren inspiriert. Taucher und U-Boot-Piloten beschreiben das Anregen eines Feldes leuchtenden Planktons oft als eines der unvergesslichsten Erlebnisse im Meer.

Ein einziger Netzfang aus der Tiefsee kann Dutzende leuchtender Arten enthalten.