Uma molécula de luciferina é oxidada por oxigênio, em presença de trifosfato de adenosina, ocorrendo assim a formação de uma molécula de oxiluciferina, que é uma molécula energizada. Quando esta molécula perde sua energia, passa a emitir luz. Esse processo só ocorre na presença da luciferase, que é a enzima responsável pelo processo de oxidação. As luciferases são proteínas compostas por centenas de aminoácidos, e é a seqüência destes aminoácidos que determina a cor da luz emitida por cada espécie de vaga-lume. Para cada molécula de trifosfato de adenosina consumida durante a reação, um fóton de luz é emitido. Portanto, a quantidade de luz enviada pelo vaga-lume indica o número de moléculas de trifosfato de adenosina consumidas.
Este processo é chamado de "oxidação biológica" e permite que a energia química seja convertida em energia luminosa sem a produção de calor. As luzes têm diferentes cores, pois variam de espécie para espécie e nos insetos adultos facilitam a atração sexual. Os lampejos equivalem ao início do namoro: são códigos para atrair o sexo oposto. Mas a luminescência também pode ser usada como instrumento de defesa ou para atrair a caça.
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