Пры квантавым пераходзе малекул у асноўны стан энергія ўзбуджэння выпрамяняецца ў выглядзе квантаў святла. Хемілюмінесцэнцыя ў інфрачырвонай, бачнай і ультрафіялетавай частках спектра суправаджае газа- і вадкафазныя, гетэрагенныя рэакцыі. Асобны выпадак хемілюмінесцэнцыі — біялюмінесцэнцыя.
Выкарыстоўваюць хемілюмінесцэнцыю пры вывучэнні механізмаў складаных рэакцый, працэсаў у біялагічных сістэмах, у хемілюмінесцэнтных краніцах святла і інш.
