萤火虫的发光,简单来说,是荧光素（luciferin）在催化下发生的一连串复杂生化反应；而光即是这个过程中所释放的能量.由于不同种类的萤火虫,发光的型式不同,因此在种类之间自然形成隔离.萤火虫中绝大多数的种类是雄虫有发光器,而雌虫无发光器或发光器较不发达.虽然我们印象中的萤火虫大多是雄虫有两节发光器、雌虫一节发光器,但这种情况仅出现于熠萤亚科中的熠萤属（Luciola）及脉翅萤属（Curtos）.因为像台湾窗萤（Pyrocoelia analis）,雌雄都有两节发光器,两者最大的区别在于雌虫为短翅型,而雄虫则为长翅型.
萤火虫的发光器是由发光细胞、反射层细胞、神经与表皮等所组成.如果将发光器的构造比喻成汽车的车灯,发光细胞就有如车灯的灯泡,而反射层细胞就有如车灯的灯罩,会将发光细胞所发出的光集中反射出去.所以虽然只是小小的光芒,在黑暗中却让人觉得相当明亮.
而萤火虫的发光器会发光,起始于传至发光细胞的神经冲动,使得原本处于抑制状态的荧光素被解除抑制.而萤火虫的发光细胞内有一种含磷的化学物质,称为荧光素,在荧光素的催化下氧化,伴随产生的能量便以光的形式释出.由于反应所产生的大部分能量都用来发光,只有2~10%的能量转为热能,所以当萤火虫停在我们的手上时,我们不会被萤火虫的光给烫到,所以有些人称萤火虫发出来的光为“冷光”.
至于萤火虫发光的目的,早期学者提出的假设有求偶、沟通、照明、警示、展示及调节族群等功能；但是除了求偶、沟通之外,其它功能只是科学家观察的结果,或只是臆测.直到近几年,才有学者验证了警示说：1999年,学者奈特等人发现,误食萤火虫成虫的蜥蜴会死亡,证实成虫的发光除了找寻配偶之外,还有警告其它生物的作用；学者安德伍德等人在1997年以老鼠做的试验,证实幼虫的发光对于老鼠具警示作用.
萤火虫于夜晚的发光行为,以黑翅萤（Luciola cerata）为例,就目前的研究发现,多是在日落后,雄虫开始在栖地上边飞边亮；在雄虫开始活动不久后,雌虫便开始出现于栖地周围的高处（雌虫也会发光,但只有发光器一节,雄虫则有两节发光器）,从晚上7点一直到11点半左右,在其栖地可以见到成百成千的萤火虫发光,但差不多在晚上11点半过后,成虫便逐渐停止发光.而且雄虫发光的频率也有变化,并非整晚的发光频率都一样.、
萤火虫的发光原理是因为在其发光器的部位，存在著一种含磷的发光质与一种催化酵素。萤火虫在发光器上会有一些气孔，由气孔引入空气后，发光质就会透过酵素的催化与氧进行氧化作用。然后透过这样的机制来发出光。
萤火虫透过这样的作用来发出光芒。而这样发出来的光，由於大部份的能量都转为光能，只有少部份化为热能，所以称之为冷光。也就因为发光质与光能的转换相当有效率，所以萤火虫可以发光相当长的一段时间。而萤火虫本身也可以控制进不进行这样的作用来控制发不发光。
第一，发光是为了求偶。由于不同种类的萤火虫，发光的型式不同，因此在种类之间自然形成隔离。萤火虫中绝大多数的种类是雄虫有发光器，而雌虫无发光器或发光器较不发达。雌雄之间发光相互吸引追逐，寻找自己满意的对象。
第二，发光是为了吓唬敌人。1999年，学者奈特等人发现，误食萤火虫成虫的蜥蜴会死亡，证实成虫的发光除了找寻配偶之外，还有警告其它生物的作用；学者安德伍德等人在1997年以老鼠做的试验，证实幼虫的发光对于老鼠具警示作用。
