生物體的廣譜能夠通過生化機制，包括螢火蟲，水母和某些細菌發光的。 一些這些生物體的發射光通過吸收特定波長的光，而其他通過消耗身體內儲存的能量發射光。

熒光蛋白通過吸收和重新發射的光的能量發出熒光。 水母，珊瑚，海葵和某些細菌有自己的身體內這種蛋白質。 另一方面，生物發光來源于體內的化學反應;實例包括夜光屬的螢火蟲和物種。 發光物質要么是位于細胞（螢火蟲和夜光 ）內或分泌到外部（Cypridinacea）。 雖然蛋白質參與這些化學反應，該蛋白本身并不直接發光。

兩個熒光蛋白和生物發光被廣泛應用于醫學和生物學研究中的應用。 成千上萬的材料已經收集到的領域。 雖然只有少量的蛋白質，已被提取這樣的研究，蛋白質已可通過化學合成或基因工程。 是綠色熒光蛋白（GFP）及其變體的基因的市售的和被施加在細胞生物學和分子生物學領域。

熒光蛋白

• 綠色熒光蛋白和變體 ：BFP，CFP，GFP，YFP和DsRedFP

• 藻膽蛋白 ：B-藻紅蛋白（B-PE），R-藻紅蛋白（R-PE），和別藻藍蛋白（APC）

天然存在于水母的綠色熒光蛋白，在第65個至第67個位置的氨基酸已發現通過紫外線或藍色光激發以發射熒光（DsRed的是在海葵找到）。 GFP基因用于研究在細胞水平上通過其在細胞中的表達，以可視化或追蹤活動。

藻膽蛋白是從細菌和藻類獲得的。 這些蛋白質含有共價連接熒光團。 樣品標記有藻膽蛋白，主要用于流式細胞儀，也可以在顯微鏡下觀察。

生物發光蛋白

• 水母

• 熒光素-熒光素酶

間的生物發光蛋白，水母發光蛋白和熒光素是兩種*常用的生物學研究。 水母發光蛋白是一種生物發光蛋白復合物分離自水母和鈣離子濃度的測定中使用。 它包括蛋白質apoaequorin和潛伏發光分子。 當鈣離子結合的水母發光蛋白，復分解成apoaequorin和發光分子，其發出藍色光（約466納米）。 與使用熒光染料的探針的測量，使用水母發光蛋白的鈣離子濃度的測量不需要激勵和不受自體熒光。 合成apoaequorin是目前可從幾個來源。 該apoaequorin基因也可以通過其在線粒體中表達所用的鈣離子濃度的測量。

熒光素是從螢火蟲獲得的生物發光分子，它發出的光的發光時，它是由一種酶（蛋白質）命名的熒光素酶（波長長達560納米）的氧化。 因為ATP是不可或缺的螢火蟲的螢光素 - 熒光素酶反應，該反應被用于一個ATP檢測試劑盒，具有非常高的靈敏度。 這樣的ATP檢測試劑盒都可以買到。 熒光素酶基因也被分離，并且可以在細胞內被表達。