Kemoluminestsents on valguse kiirgus, mis tuleneb a-st keemiline reaktsioon. Harvemini nimetatakse seda ka kemoluminestsentsiks. Valgus pole tingimata ainus kemoluminestsentsreaktsiooni käigus vabanev energiavorm. Samuti võib tekkida kuumus, mis põhjustab reaktsiooni eksotermiline.
Mis tahes keemilises reaktsioonis põrkuvad reagendi aatomid, molekulid või ioonid omavahel kokku, moodustades nn ülemineku seisund. Üleminekuolekust moodustuvad tooted. Üleminekuolek on maksimaalne entalpia korral, kui toodetel on tavaliselt vähem energiat kui reagentidel. Teisisõnu, keemiline reaktsioon toimub seetõttu, et see suurendab molekulide stabiilsust / vähendab energiat. Keemiliste reaktsioonide käigus, mis eraldavad soojusena energiat, ergastub toote vibratsiooniline olek. Energia hajub toote kaudu, muutes selle soojemaks. Sarnane protsess toimub ka kemoluminestsentsil, välja arvatud elektronid, mis erutuvad. Ergastatud olek on ülemineku- või vaheseisund. Kui ergastatud elektronid naasevad põhiseisundisse, vabaneb energia a-kujulisena
footon. Algseisundi lagunemine võib toimuda lubatud ülemineku (valguse kiire eraldumine, näiteks fluorestsents) või keelatud ülemineku (rohkem kui fosforestsents) kaudu.Teoreetiliselt vabastab iga reaktsioonis osalev molekul ühe valguse footoni. Tegelikkuses on saagikus palju madalam. Mitteensümaatiliste reaktsioonide kvant efektiivsus on umbes 1%. Lisamine katalüsaator võib märkimisväärselt suurendada paljude reaktsioonide heledust.
Kemoluminestsentsi ajal pärineb elektroonilise ergastumiseni jõudv energia keemilisest reaktsioonist. Fluorestsentsi või fosforestsentsi korral tuleb energiat väljastpoolt, näiteks energeetilisest valgusallikast (nt must tuli).
Mõnedes allikates on fotokeemiline reaktsioon määratletud kui mis tahes valgusega seotud keemiline reaktsioon. Selle määratluse kohaselt on kemoluminestsents fotokeemia vorm. Siiski on rangelt määratletud, et fotokeemiline reaktsioon on keemiline reaktsioon, mille toimumiseks on vajalik valguse neeldumine. Mõni fotokeemiline reaktsioon on luminestsents, kuna madalama sagedusega valgus eraldub.
Luminoolireaktsioon on klassikaline keemiavalgust demonstreeriv keemia. Selles reaktsioonis reageerib luminool vesinikperoksiidiga sinise valguse eraldumiseks. Reaktsioonist vabanev valgus on väike, kui pole lisatud väikest kogust sobivat katalüsaatorit. Tavaliselt on katalüsaatoriks väike kogus rauda või vaske.
Pange tähele, et siirdeseisundi keemilises valemis pole erinevusi, on ainult elektronide energiatase. Kuna raud on üks metalliioonidest, mis reaktsiooni katalüüsib, võib luminooli reaktsioon olla kasutatakse vere tuvastamiseks. Hemoglobiinis sisalduv raud paneb keemilise segu helendama.
Veel üks hea näide keemilisest luminestsentsist on reaktsioon, mis toimub hõõgpulkades. hõõgkepi värv tuleneb fluorestsentsvärvist (fluorofoor), mis neelab kemoluminestsentsist tulevat valgust ja vabastab selle teise värvina.
Keemiavalgust mõjutab sama tegurid mis mõjutavad muid keemilisi reaktsioone. Reaktsiooni temperatuuri tõstmine kiirendab seda, põhjustades selle eraldumist rohkem valgust. Valgus ei kesta aga nii kaua. Mõju võib olla lihtne hõõgkeppide abil nähtud. Hõõgpulga asetamine kuuma vette paneb selle särama eredamalt. Kui hõõgkepp pannakse sügavkülma, nõrgendab selle kuma, kuid kestab palju kauem.
Bioluminestsents on kemoluminestsentsi vorm, mis toimub elavad organismid, nagu näiteks jaanimardikad, mõned seened, paljud mereloomad ja mõned bakterid. Taimedes ei esine seda looduslikult, kui neid pole seostatud bioluminestseeruvate bakteritega. Paljud loomad kumavad sümbiootilise suhte tõttu Vibrio bakterid.
Enamik bioluminestsentsi on ensüümi lutsiferaasi ja luminestsents-pigmendi lutsiferiini vahelise keemilise reaktsiooni tulemus. Muud valgud (nt ekvoriin) võivad reaktsiooni hõlbustada, ja kofaktorid (nt kaltsiumi- või magneesiumioonid) võivad esineda. Reaktsioon nõuab sageli energia sisestamist, tavaliselt adenosiintrifosfaadist (ATP). Kuigi erinevate liikide lutsiferiinide vahel on vähe erinevusi, varieerub lutsiferaasi ensüüm füla vahel dramaatiliselt.
Organismid kasutavad bioluminestsentsreaktsioone erinevatel eesmärkidel, sealhulgas saagiks meelitamiseks, hoiatamiseks, kaaslase ligimeelitamiseks, kamuflaažiks ja oma keskkonna valgustamiseks.
Mädanenud liha ja kala on vahetult enne mädanemist bioluminestsentsed. Helendab mitte liha ise, vaid bioluminestsentsbakterid. Euroopas ja Suurbritannias kasutatavad söekaevandajad kasutaksid nõrga valgustuse jaoks kuivatatud kalanahku. Kuigi nahad lõhnasid jubedalt, oli neid palju ohutum kasutada kui küünlaid, mis võivad plahvatusi tekitada. Ehkki enamik tänapäevaseid inimesi ei tea surnud liha säradest, mainis seda Aristoteles ja see oli varasematel aegadel üldtuntud fakt. Kui olete uudishimulik (kuid pole eksperimenteerimiseks valmis), helendab mädanenud liha roheliselt.