荧光是自然界广泛存在的一种现象，它不同于反射光，而是物质的一种发光形式。荧光意味着电磁辐射被物质吸收，然后发光。在大多数情况下，物质发出的光比它吸收的辐射波长长，所以能量较低。例如，光线中的紫外线比可见光波长更短，能量更高，但人眼看不到。当荧光物质被紫外线照射时，由于波长较长，其荧光变成可见光。

不仅矿物质能发出荧光，自然界中的许多细菌、动物和植物，甚至我们人类也能发出荧光，区别在于辐射强度的水平。例如：枯草芽孢杆菌(奶油至棕色)、紫色芽孢杆菌(紫色)、藤黄微球菌(黄色)、微球菌(粉色)、奇异变形杆菌、绿脓杆菌(棕色)、荧光假单胞菌(天然蓝绿色荧光)、粘质沙雷氏菌(粉色或橙色)、金黄色葡萄球菌(黄色)、酿酒酵母(黄白色)、黄曲霉(黄绿色)、赭曲霉(黄色)、出芽短梗霉(黑色)、白色念珠菌(淡黄色白色)、念珠菌和念珠菌(白色)。2008年诺贝尔化学和生物化学家奖得主钱学森(Roger  Tsien)和他实验室的科学家们根据不同的生物发光蛋白可以发出不同颜色的荧光的原理，在琼脂上用上述细菌作为“色素”绘制了如下“荧光图”。白天你看不到它，但只要你把它放在紫外线灯下，你就能看到椰子树、大海和太阳。

大海里的许多珊瑚和鱼类也能在蓝光照射下发出不同颜色的荧光，这些荧光灯通常用于同一物种成员之间的私人交流，其他食肉鱼类可能看不到它们。蓝光被水散射，长波光更容易被吸收。许多食肉鱼对这些波长的光不太敏感，所以发出红色、橙色、黄色和绿色波长的鱼能更好地隐藏自己。绿色是生物发光光谱中最常见的颜色，而红色是最稀有的颜色。
除了细菌和深海鱼虾之外，一些陆地生物，如昆虫如蝴蝶、节肢动物如蜘蛛和蝎子、两栖青蛙、鹦鹉和其他鸟类在某些光线下也能发出荧光。植物的叶绿素在紫外线下会发出微弱的红色荧光，许多植物通过花的荧光吸引授粉者前来。

动物和植物能发出荧光主要是因为荧光蛋白起作用。也许是因为伪装是荧光最常见的用途之一，通常依赖伪装的物种通常表现出最大的荧光多样性。此外，生物发光在通讯、交配、诱饵、紫外线防护、抗氧化、光诱导变形等方面发挥着重要作用。