生物螢光是一種特殊的發光現象，其原理主要涉及以下兩個方面：
化學反應發光。在生物體內，特定的化學物質（如螢光素）在螢光素酶的催化下與氧氣或其他氧化劑反應，形成激發態的中間產物。這箇中間產物不穩定，會迅速從激發態回到基態，並以光子的形式釋放出多餘的能量，從而產生生物螢光。
能量躍遷。某些生物體內的螢光物質或螢光蛋白，在受到外界刺激（如光照）時，其電子會從低能級的鍵軌道躍遷到高能級的反鍵軌道，從而進入激發態。當電子回到基態時，會以光子的形式釋放出多餘的能量，產生螢光。
生物發光的顏色和強度主要取決於分子結構和激發條件。例如，不同的生物體內所含的螢光素種類和濃度各異，因此發出的螢光顏色也各不相同，從綠色、藍色到紅色甚至紫色。