세포 내의 화학 반응에 의해서 얻어진 에너지를 직접 빛으로 방출하는 세균. 발광균이라고도 한다. 일반적으로 세균의 호흡 과정에서 산화에 의해 변환된 에너지는 아데노신3 인산 등의 고에너지 물질로 세포 내에 저장되거나 열로써 방출되는데, 발광 세포의 경우에는 발광 효소에 의하여 열이 없는 빛으로 변환되어 방출된다.

발광 세균 중에는 죽은 물고기나 해산물의 표면에서 번식하는 것이 많은데, 죽은 오징어 등을 씻지 않고 하룻밤 그냥 놓아 두면 발광 세균이 번식하여 청록색의 빛을 발하는 경우가 그 예이다. 이 경우 일반적으로 인체에는 해롭지 않다. 어떤 발광 세균은 육생 동물들의 사체나 고기에서 번식하기도 한다. 대부분의 발광 세균은 저온성으로 보통 15~20℃가 가장 알맞은 온도이며, 37℃ 이상에서는 발광하지 않는다.

발광 세균을 인공적으로 배양할 때에는 3%의 염화나트륨 과 1%의 글리세롤을 가한 보통의 배양기가 이용된다.

발광 세균은 현재 백 수십 종이 알려져 있는데, 대표적인 발광 세균으로는 슈도모나다과(科)의 포토박테리움속(屬)에서 볼 수 있다. 포토박테리움 포스포레움은 대구와 오징어 등의 체표에서 분리되는 구간균에 의하여 강한 발광을 한다. 이 밖에 비브리오 피셰리·비브리오 포스포레스켄스·포토박테리움 만다파멘시스 등도 대표적인 발광 세균이라고 할 수 있다.