生物發光現象還啟發人類從工程角度研究、模擬這種發光效率極高而產熱量極少的熒光現象，新一代冷光源的研制就是一例。
在應用方面，如軍事上觀察海洋動物發光的突然爆發，可以判別水下軍事設施及其他各種敵對目的物。生化分析中，利用蟲熒光素與蟲熒光酶加在一起遇到ATP就會發出熒光，而且發光強度正比于ATP濃度的現象，可以檢測樣品中ATP的含量。利用光蛋白與Ca反應極其靈敏的特性，可以測出小于10^-13摩爾的Ca含量。因而這種方法用在Ca超微量分析中。
生物發光是一種令人著迷的現象，同時也是很多小型海洋動物的防衛機制，其中包括深海水母、無磷黑海蛾魚、磷蝦、魷魚以及浮游蟲。發光到底被充當一種偽裝、一種警告體型較大捕食者“離我遠點”的信號還是用于其他目的，科學家尚沒有完全了解。最近幾年，研究人員正逐漸揭開其中的玄機。
2008年，兩名研究員憑借在綠色熒光蛋白研究方面取得的成就獲得諾貝爾化學獎。這種蛋白能夠在紫外光照射下發出綠光。在發光水晶水母體內發現的綠色熒光蛋白會讓水母在焦躁不安時變成綠色。數百年來，綠色熒光蛋白一直就是水母以及其他深海動物生存的一件法寶。在未來，它們甚至可以成為人類的一種防衛機制，尤其是在對抗癌癥方面。