萤火虫的发光工作原理是生物发光学中的一种最经典的事例。这种情况被称作生物发光或是生物莹光。生物发光就是指一些生物可以通过化学变化来获得光线状况，这种情况在大自然中非常普遍。除开萤火虫以外，也有一些其他的生物也可以发光，比如一些海底生物、一些鱼种、甲壳动物等。
萤火虫的发光是通过一种叫做荧光素物质来完成的。荧光素是一种呈浅绿色莹光的有机物，又被称为荧光素酮。这些物质在萤火虫的身体被贮存于特殊人体器官中，称之为光人体器官。
当萤火虫必须发光时，它会把荧光素酮和氧气和一种叫做荧光素酶活性酶结合在一起，产生一种化学变化。在这过程中，荧光素酮会发生氧化反应，与此同时荧光素酶就会被复原。这一化学变化造成能量会激起荧光素酮分子结构里的电子器件，使之越迁到一个相对较高的电子能级，随后电子器件会重新返回低能级，释放出来动能从而产生光线。这一过程类似促成莹光的一个过程，因而又被称为莹光发光。
萤火虫发光的颜色色度在于荧光素酮的类型和浓度值。不同种类萤火虫所产生的荧光素酮的类型和浓度值也不尽相同，因而他们发光的颜色色度也有所不同。比如，萤火虫造成翠绿色发光是因为他们身体内的荧光素酮分子结构结构和电子器件能级跃迁的方式和深颜色发光的荧光素酮分子结构各有不同。
萤火虫的发光水平主要是用于吸引女生，开展求爱配种等情形。萤火虫的发光数据信号具有高度时空分辨率和信息量，他们能通过发光的颜色闪烁工作频率来传递不一样的信息。除此之外，萤火虫的发光还可用于警告克星或是用以抓捕猎食。在一些萤火虫的类型中，男性会通过模拟雌体的发光数据信号去吸引克星，以保护自己与雌体。