螢光素酶是自然界中能夠產生生物發光的酶的統稱，其中最有代表性的是一種學名為Photinus pyralis的螢火蟲體內的螢光素酶。在相應化學反應中，熒光的產生是來自于螢光素的氧化，有些情況下反應體系中也包括三磷酸腺苷(ATP)。沒有螢光素酶的情況下，螢光素與氧氣反應的速率非常慢，而鈣離子的存在常常可以進一步加速反應(與肌肉收縮的情況相似)。

螢光素酶應用：

螢光素酶可以在實驗室中用基因工程的方法生成，并被用于多種不同的實驗。螢光素酶的基因可以被合成并插入到生物體中或轉染到細胞中。研究者利用基因工程已經使得小鼠、家蠶、馬鈴薯等一些生物可以合成螢光素酶。間接體外成像是一種強大的研究手段，可以對整個動物體中的細胞群落進行分析:將不同類型的細胞(骨髓干細胞、T細胞等)標記上(即表達)螢光素酶，就可以用高敏感度的CCD相機進行對動物體內進行活體觀察而不會傷害到動物本身。