As luciferase são enzimas que catalisam reações biológicas transformando energia química em energia luminosa. Assim como todas as enzimas, a luciferase possui alta especificidade ao seu substrato (luciferina), aumenta a velocidade e diminui a energia de ativação da reação, possui alta atividade catalítica e não é consumida no processo.

A Comissão de Enzimas da União Internacional de Bioquímica classificou a luciferase no grupo das Oxirredutases, que são enzimas que catalisam as reações de oxirredução entre dois substratos. A catalisação realizada pela luciferase atua no processo de bioluminescência.

A luciferase ocorre predominantemente em organismos marinhos, no ambiente terrestre é encontrada principalmente na classe dos insetos, que é a mais rica em espécies bioluminescentes. A luciferase é encontrada em cerca de 2000 espécies nas ordens Diptera, Collembola e principalmente Coleoptera. A primeira purificação de luciferase de insetos ocorreu na década de 50, sendo do lampirídeo norte-americano Photinus pyralis.A cerca de 20 anos o cDNA para a luciferase deste vagalume (Photinus pyralis). foi clonado, sequenciado e a estrutura primaria da proteína foi deduzida .O cDNA da luciferase de Photinus pyralis é um fragmento de cerca 1.6 kb que codifica um polipeptídeo de 550 resíduos de aminoácidos.