化學反應中以傳熱發射光的形式釋放其反應能量時發射的光。如氧和乙炔反應發出明亮的光,氨基苯二醯一肼與過氧化氫反應呈現出藍綠色的光;此外,甲醛、乙醛、丙烯醛、葡萄糖和膽甾醇在乙醇堿溶液中被氧化,以及某些硫的化合物氧化反應後都能產生化學發光。還有一種發生在生物體中的特殊化學發光,稱之為生物化學發光,例如螢火蟲體內的螢光素在螢光素酶的作用下與空氣發生氧化反應而發光。

  大多數放能的化學反應都能產生化學發光,有些反應發射可見光,很容容易看見,但是多數的反應所發的光則是很弱的,而且多在紅外線范圍,不容易被觀測。一般用光子產率來定量地描述化學發光的強弱,光子產率是反應中產生的激發態分子數與總的反應產物分子數之比。

  化學發光的微觀過程是反應生成電子、振動或轉動激發態產物分子,通過自發輻射躍遷至較低能態而發光。當反應產生振動或轉動激發態產物時,往往發射紅外線,而產生電子激發態產物時多有可見和紫外波段的化學發光。另外,有些化學反應產生的激發態分子與反應體系中的其他分子相互碰撞,後者被激發成為發射子,這樣的光發射也屬於化學發光。

  化學發光有許多應用,例如用來做光源,用於研究分子光譜和分子結構;通過化學發光研究化學反應的過程、機理、反應的能量分配。另外,高光子產率的反應是很理想的化學激光體系,如F2+H2反應已被用來獲得高能量的HF紅外化學激光。化學發光還用於分析化學,根據發光的光譜和強度,能夠很靈敏地測出某些物質的含量。