Bioliuminescencinių gyvūnų galima rasti mažiausiai pusšimtyje gyvūnų filų. Tai apima bioliuminescencinius cnidarus (medūzas, koralus ir jūrinius aptvarus), ctenoforus (“šukos drebučius”), nariuotakojus (ugniasparnius, švytinčius kirminus, tam tikrus grybų uodus, šimtakojus ir šimtakojus), tam tikrus anelidus, vieną sraigių rūšį, jūrinius moliuskus. įskaitant tam tikrus moliuskus, nudibranchus, aštuonkojus ir kalmarus, įvairias žuvis, kai kurias trapias žvaigždes, grupę mažų vėžiagyvių, visus krilius, 65 grybų rūšis, protistus, vadinamus dinoflagellates, ir didelę bioliuminescencinių bakterijų šeimą. Pastarieji trys iš tikrųjų nėra bioliuminescenciniai gyvūnai, bet jie yra bioliuminescenciniai organizmai.
Bioliuminescencija atsiranda tam tikriems gyvūnams, kai cheminė energija (ATP pavidalu) paverčiama šviesos energija, dažniausiai pasiekianti didžiausią spektro dalį, todėl ji yra vienos spalvos. Žalia spalva yra labiausiai paplitusi sausumos bioliuminescencinių gyvūnų spalva, o mėlyna yra mėgstama spalva tarp bioliuminescencinių gyvūnų jūroje. Kiekviena spektro spalva turi su ja susijusį bioliuminescencinį gyvūną arba baltymą, tačiau dauguma spalvų yra gana retos. Žemėje ir jūroje pageidaujamų spalvų skirtumai egzistuoja, nes kiekvienoje aplinkoje išsiskiria skirtingos spalvos, o gyvūnų regos sistemos kiekvienoje aplinkoje yra suderintos su vietinėmis spalvomis.
Yra penkios priimtos teorijos, kodėl egzistuoja bioliuminescenciniai gyvūnai. Tai yra tai, kad bioliuminescencija gali atlikti maskavimo, pritraukimo (grobio, būsimų plėšrūnų plėšrūnų ir bičiulių), atstūmimo sumaišymo būdu, ryšio tarp bioliuminescencinių bakterijų (kvorumo jutimo) ir retai grobio apšvietimo ( naudojo Black Dragonfish). Gali būti sunku paaiškinti, kodėl kai kurie organizmai yra bioliuminescenciniai, o kitų priežastys gali būti akivaizdžios.
Pavyzdžiui, kai kurių rūšių, pavyzdžiui, ugniažolės, bioliuminescencija yra taip integruota į organizmą, kad yra neatsiejama jo gyvenimo būdo dalis – ugniagesių lervos naudoja ją plėšrūnams atbaidyti, o suaugusieji – grobiui pritraukti ir signalizuoti draugams. Įjunkite lemputę vabzdžių užkrėstoje vietoje ir pamatysite liuminescencijos naudą grobio pritraukimui. Ugniagesiai itin efektyviai paverčia cheminę energiją šviesa – tai daro 90 proc. Priešingai, įprastos kaitrinės lemputės efektyvumas yra tik 10%.
Kita paplitusi bioliuminescencinių organizmų grupė yra bioliuminescenciniai grybai. Šie švyti žaliai, kad pritrauktų naktinius gyvūnus, kad padėtų sporoms išsklaidyti.