Kjemiluminescens er fenomenet med lys som sendes ut som et resultat av en kjemisk reaksjon. Dette er en type luminescens der eksiterte molekyler dannes under en eksoterm kjemisk reaksjon.
Kjemiluminescens oppstår når en del av energien som frigjøres under en kjemisk reaksjon omdannes til strålingsenergi. Eksiterte molekyler av reaksjonsprodukter sender ut fotoner når de beveger seg til lavere energinivåer.
Et slående eksempel på kjemiluminescens er gløden til ildfluer. I kroppen deres blir luciferin oksidert, og frigjør energi, hvorav en del brukes til å sende ut lys.
Kjemiluminescens er mye brukt i analytisk kjemi for å oppdage og bestemme konsentrasjoner av stoffer, samt for å studere mekanismene for kjemiske reaksjoner.