W ciemnych wodach poniżej strefy nasłonecznionej wiele organizmów wytwarza własne światło. Bioluminescencja to chemiczne wytwarzanie światła przez organizmy żywe, zachodzące w reakcjach z udziałem lucyferyn i enzymów lucyferazy lub przez bakterie symbiotyczne.

Światło może służyć jako przynęta dla ofiary, sygnał ostrzegawczy, kamuflaż przed padającym światłem lub środek komunikacji. Ryby głębinowe, meduzy, kałamarnice i niezliczone organizmy planktonowe błyskają, świecą lub uwalniają świetliste chmury. W wodach powierzchniowych zakwity bruzdnic mogą sprawiać, że fale mienią się nocą.

Zjawisko to występuje znacznie częściej w oceanie niż na lądzie. Badania bioluminescencji dostarczyły narzędzi do badań biomedycznych i zainspirowały nowe metody obrazowania. Nurkowie i piloci łodzi podwodnych często opisują doświadczenie stymulacji pola świecącego planktonu jako jeden z najbardziej niezapomnianych widoków morskich.

W jednej sieci wyłowionej z głębin można znaleźć dziesiątki gatunków świecących ryb.