昼夜生物节律是由生物钟驱动，在植物、动物、真菌以及蓝藻细菌中广泛存在。

光周期性是机体对白天或夜晚时长的生理学反应，对植物和动物都具有重要作用。动物的核心体温、脑电活动、激素的分泌、细胞的再生等生物学活动都存在生物节律。生物节律系统可以帮助机体测定和感知每天的时长，通过感知时间，预测气候环境、食物的可利用性以及猎食者的活动，对很多物种的生存起关键作用。此外，动物对时间的感知在其迁徙、冬眠和繁殖行为中也发挥着重要作用。

生物节律是机体内部固有的，但也受环境因素（授时因子）影响，包括光照、温度以及氧化还原循环等。

光照能够重置生物钟，参照相位反应曲线，可以计算出光照对生物节律的影响程度。通过在不同的时间点给予光照，生物节律能够被提前或者延迟。在不同的物种中，相位反应曲线和所需的光照强度存在差异。例如啮齿类动物和人类，重置相位所需的光照水平较其他物种低。小鼠是生命科学研究中常用的实验动物，夜间（暗期）活动，昼间（明期）睡眠。传统观念认为，小鼠缺乏红色色觉感知，当实验人员需要在暗期光照时，常采用红光照明，可避免夜间光照对小鼠睡眠等行为的干扰。研究发现照度大于或等于20勒克斯的红光与白光一样，能显著增加小鼠的睡眠量。在夜间需要对小鼠等夜行性动物实施短期光照时，应选择照度为10 或10勒克斯以下的红光，既方便实验人员操作，又可避免光照对睡眠觉醒等行为的影响（见图）。这也提示居家夜视灯宜选择低照度的红光。

照度大于或等于20勒克斯的红光能显著增加小鼠睡眠量

哺乳动物的生物节律调控中枢位于下丘脑的视交叉上核。视交叉上核中存在精氨酸加压素、血管活性肠肽、生长抑素、缩胆囊素、P物质、胃泌素释放肽、钙网膜蛋白以及钙结合蛋白八种类型神经元。

视交叉上核通过眼睛接受光信息，视网膜中存在一种特化的能够直接感光的细胞——内在光敏视网膜神经节细胞，由视网膜神经节细胞轴突构成的视网膜下丘脑束可投射至视交叉上核，介导光照对生物节律的影响。