Chemiluminessensie is 'n proses waarin lig vrygestel word as gevolg van 'n chemiese reaksie, sonder die vrystelling van hitte. Die term is afgelei van die woorde "chemi-", wat chemies beteken, en "luminescentie", wat die uitstraling van lig beteken. In chemiluminesensie word energie as lig vrygestel wanneer 'n chemiese reaksie plaasvind, eerder as as hitte of klank. Hierdie verskynsel word dikwels gebruik in wetenskaplike navorsing en analitiese chemie, sowel as in verskeie industriële toepassings, soos gloeistokke, liguitstralende diodes (LED's) en chemiluminescerende toetse in mediese diagnostiek.