La tendance d'un animal à être bioluminescent n'est pas entièrement limitée aux créatures marines, mais la grande majorité des animaux qui peuvent émettre leur propre lumière se trouvent dans l'océan. Une grande variété de poissons, méduses et mollusques le font pour attirer des proies ou pour attirer un partenaire ou simplement pour se signaler les uns aux autres. Les poissons bioluminescents et autres créatures ne se trouvent que dans l'eau salée, pas dans l'eau douce.
Créatures marines prédateurs vertébrés
Très probablement le poisson bioluminescent le plus connu sur Terre, la baudroie utilise une petite lumière au bout d'une antenne au-dessus de sa mâchoire pour attirer ses proies suffisamment près pour que le poisson puisse rapidement attraper sa proie. Les poissons bioluminescents moins connus comprennent le requin emporte-pièce, le poisson lampe de poche, l'anguille gulper, les poissons midshipman, les poissons pomme de pin et le poisson vipère. Beaucoup de ces créatures utilisent un appendice similaire à la baudroie ou de petits leurres lumineux à proximité ou à l'intérieur de leur bouche. L'animal sans méfiance se rapproche jusqu'à ce que le prédateur soit suffisamment proche pour fermer ses mâchoires, capturant sa proie.
Créatures marines proies vertébrées
La bioluminescence ne se limite pas aux créatures qui s'attaquent à d'autres poissons. Les poissons-lanternes et les poissons hachettes utilisent la bioluminescence pour aider à éviter les prédateurs. Le poisson-lanterne, l'une des créatures les plus abondantes de l'océan, représenterait entre 550 millions et 660 millions de tonnes métriques de biomasse, soit plus que toutes les prises de pêche mondiales réunies. Les espèces de proies ont tendance à utiliser leurs propriétés bioluminescentes pour apparaître invisibles aux prédateurs. Parce que les prédateurs dans l'océan ont tendance à attaquer par le fond, ils recherchent des formes sombres contre la surface plus claire pour trouver de la nourriture. Les poissons bioluminescents utilisent leur corps producteur de lumière pour se camoufler des prédateurs en dessous d'eux. Cependant, certains prédateurs malchanceux, comme le poisson vipère, utilisent leur appât lumineux à leurs risques et périls. Les poissons vipères sont une source de nourriture pour certains dauphins et requins.
Créatures marines invertébrées
La méduse cristalline est l'une des nombreuses espèces connues d'invertébrés dans l'océan qui sont bioluminescentes. La méduse émet des éclairs de lumière bleue à partir d'une protéine qui interagit avec une libération de calcium dans la méduse. Le nombre d'invertébrés dans l'océan qui utilisent la bioluminescence dépasse de loin le nombre de vertébrés. Les concombres de mer, les plumes de mer, les coraux, le krill, les mollusques, les palourdes, les calmars et les poulpes sont tous connus pour utiliser la bioluminescence pour déjouer les prédateurs ou attirer des proies. Certaines espèces de calmars et de poulpes utilisent la bioluminescence plutôt que l'encre lorsqu'elles sont effrayées. D'autres créatures pourraient également utiliser la bioluminescence pour attirer des partenaires.
Insectes
Bien que la grande majorité des créatures bioluminescentes sur Terre se trouvent dans l'océan, certains insectes émettent leur propre lumière. Les plus connus sont peut-être les lucioles et les vers luisants, mais certains autres insectes le font aussi. Ceux-ci incluent les scarabées et les vers de chemin de fer, une grande variété de vers souterrains, de mille-pattes et de mille-pattes. La grande majorité des créatures terrestres bioluminescentes sur Terre utilisent la bioluminescence pour attirer des partenaires. D'autres, comme le ver de chemin de fer, utilisent jusqu'à deux couleurs d'éclairage différentes, qui sont censées confondre et dissuader les prédateurs.