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化学发光，是化学反应过程中释放出来的能量激发发光物质所产生的发光现象。以反应物A和B为例，如果存在处于激发态的反应中间体◊，那么：
[A] + [B] → [◊] → [产物] + 光
再例如，如果[A]是鲁米诺，而[B]是过氧化氢，那么在适宜的催化剂存在下：
鲁米诺 + H2O2 → 3-APA[◊] → 3-APA + 光
（3-APA=3-氨基邻苯二甲酸，处于激发态。在它转化为基态的过程中，能量以光能的形式释放）
化学物质在由激发态回到低能级态的过程中释放光能。理论上，在跃迁回基态的过程中，一个分子应当释放一个光子，即每摩尔释放阿伏伽德罗常数个光子。但事实上非酶催化的反应很少有超过1%QC（量子效率）的。
常见的化学发光例子包括鲁米诺对血迹的检测，其原理可以参考鲁米诺#化学发光。