Biyolüminesans çeşitli alanlarda kullanılmaktadır: Tıp ve Biyoteknoloji: Biyolüminesans, hücre içi süreçlerin izlenmesi, enfeksiyonların tespiti ve kanser araştırmalarında biyogöstergeler olarak kullanılmaktadır. Askeri Uygulamalar: "Counter-illumination" olarak adlandırılan bir mekanizma ile canlı, biyolüminesans aracılığıyla çevresindeki ışık koşullarına uyum sağlayarak siluetini gizleyebilir. Çevre Kirliliği Tespiti: Biyolüminesans, çevresel kirliliğin belirlenmesinde kullanılabilir. Sürdürülebilir Aydınlatma: Biyolüminesans temelli aydınlatma sistemleri geliştirilmektedir. Bilimsel Araştırmalar: Biyolüminesans, bakteriler arası iletişimde ve bakteri kolonilerinde iletişim sağlamak için kullanılır. Ayrıca, biyolüminesans, ateşböceği ve derin deniz balıkları gibi canlılarda avlanma, savunma ve eş bulma gibi amaçlarla doğal olarak kullanılmaktadır.