I det mørke vannet under den solfylte sonen lager mange organismer sitt eget lys. Bioluminesens er den kjemiske produksjonen av lys av levende vesener, oppnådd gjennom reaksjoner som involverer luciferiner og luciferaseenzymer eller gjennom symbiotiske bakterier.

Lyset kan tjene som lokkemiddel for byttedyr, et varselsignal, kamuflasje mot det nedstrøms lyset eller et kommunikasjonsmiddel. Dyphavsfisk, maneter, blekksprut og utallige planktoniske organismer blinker, gløder eller slipper ut lysende skyer. I overflatevann kan dinoflagellatblomster få bølgene til å glitre om natten.

Fenomenet er langt vanligere i havet enn på land. Studier av bioluminesens har gitt verktøy for biomedisinsk forskning og inspirert nye avbildningsmetoder. Dykkere og undervannspiloter beskriver ofte opplevelsen av å stimulere et felt av glødende plankton som et av de mest minneverdige synene i havet.

Et enkelt garnfangst fra dypet kan inneholde dusinvis av lysende arter.