Kemiluminescens är en ljusemissionsprocess som drivs av kemiska reaktioner utan behov av extern excitation. Ljus produceras när substrat interagerar med enzymer eller målmolekyler, vilket genererar signaler med i sig högre signal-brusförhållanden än fluorescens, på grund av avsaknaden av excitation och autofluorescensbakgrund. Detta gör kemiluminescens särskilt väl lämpad för detektion av svaga signaler och analys med brett dynamiskt omfång.

Inom biovetenskap har kemiluminescens blivit en nyckelteknik för protein- och nukleinsyraanalyser, immunoanalyser, klinisk diagnostik och studier av genreglering och farmakologi. Eftersom signaler är extremt svaga och övergående är långa exponeringar ofta nödvändiga för att ackumulera tillräckligt med fotoner för bildtagning med högt signal-brusförhållande.