生物发光现象还启发人类从工程角度研究、模拟这种发光效率极高而产热量极少的荧光现象，新一代冷光源的研制就是一例。

在应用方面，如军事上观察海洋动物发光的突然爆发，可以判别水下军事设施及其他各种敌对目的物。生化分析中，利用虫荧光素与虫荧光酶加在一起遇到ATP就会发出荧光，而且发光强度正比于ATP浓度的现象，可以检测样品中ATP的含量。利用光蛋白与Ca反应极其灵敏的特性，可以测出小于10^-13摩尔的Ca含量。因而这种方法用在Ca超微量分析中。

生物发光是一种令人着迷的现象，同时也是很多小型海洋动物的防卫机制，其中包括深海水母、无磷黑海蛾鱼、磷虾、鱿鱼以及浮游虫。发光到底被充当一种伪装、一种警告体型较大捕食者“离我远点”的信号还是用于其他目的，科学家尚没有完全了解。最近几年，研究人员正逐渐揭开其中的玄机。

2008年，两名研究员凭借在绿色荧光蛋白研究方面取得的成就获得诺贝尔化学奖。这种蛋白能够在紫外光照射下发出绿光。在发光水晶水母体内发现的绿色荧光蛋白会让水母在焦躁不安时变成绿色。数百年来，绿色荧光蛋白一直就是水母以及其他深海动物生存的一件法宝。在未来，它们甚至可以成为人类的一种防卫机制，尤其是在对抗癌症方面。