例如氧和乙炔反应发出明亮的光，氨基苯二酰一肼与过氧化氢反应呈现出蓝绿色的光。此外，甲醛、乙醛、丙烯醛、葡萄糖和胆甾醇在乙醇碱溶液中被氧化，以及某些硫的化合物氧化反应后都能产生化学发光。还有一种发生在生物体中的特殊化学发光，称为生物化学发光，如萤火虫体内的荧光素在荧光素酶的作用下与空气发生氧化反应而发光。

大多数放能的化学反应都能产生化学发光。有些反应发射可见光，很容易看见。但是多数的反应所发的光则是很弱的，而且多在红外线范围，不容易被观测。一般用光子产率来定量描述化学发光的强弱，光子产率是反应中产生的激发态分子数与总的反应产物分子数之比。

化学发光的微观过程是反应生成电子、振动或转动激发态产物分子，通过自发辐射跃迁至较低能态而发光。当反应产生振动或转动激发态产物时，往往发射红外线，而产生电子激发态产物时多有可见和紫外波段的化学发光。另外，有些化学反应产生的激发态分子与反应体系中的其他分子相互碰撞，后者被激发成为发射子，这样的光发射也属于化学发光。

化学发光有许多应用，如：用作光源，研究分子光谱和分子结构；通过化学发光研究化学反应的过程、机理、反应的能量分配。另外，高光子产率的反应是很理想的化学激光体系，如F₂+H₂反应已被用来获得高能量的HF红外化学激光。化学发光还用于分析化学，根据发光的光谱和强度，能够很灵敏地测出某些物质的含量。