Ķīmiluminiscence ir gaismas un siltuma emisija ķīmiskas reakcijas rezultātā. Tas ir elektromagnētiskā starojuma veids, kas vienkārši nokrīt redzamajā spektrā, padarot to viegli saskatāmu un identificējamu. Vispazīstamākais ķīmiskās luminiscences piemērs, iespējams, ir ķīmiskā reakcija, ko izmanto, lai iedegtos kvēlspuldzes, kas rodas, saplaisājot mazā flakonā ar vienu ķīmisko vielu par ķīmisko vielu, ar kuru tā reaģēs.
Ja hemiluminiscence notiek dzīvniekiem, to sauc par bioluminiscenci. Vairākas dzīvnieku sugas izmanto šo procesu kā signālu vai medījuma pievilināšanai; ugunspuķes, tāpat kā dažas aļģes, ir ievērojami ķīmiski luminiscences reakciju izraisītāji. Ja ķīmiskās vielas tiek pakļautas elektriskās strāvas iedarbībai, rodas luminiscējoša reakcija, to sauc par elektroķīmiluminiscenci.
Ir visdažādākie interesanti pielietojumi ķīmijluminiscencei. Piemēram, Luminol, ķīmiskā viela, ko plaši izmanto kriminālistikas aprindās, reaģē ar dzelzi, radot luminiscējošu reakciju. Ja kriminālistikas komandas vēlas noteikt, vai nozieguma vietā ir vai nav asiņu pēdas, tās var apsmidzināt vietu ar Luminol, lai radītu reakciju. To var arī izmantot, lai pārbaudītu citu reaģentu pēdas vietā, pieņemot, ka var iegūt ķīmisku vielu, kas rada hemiluminiscējošu reakciju. Dažām gāzes fāzes reakcijām ir arī šī īpašība, tāpēc hemiluminiscenci var izmantot, lai pārbaudītu, vai gaisā nav noteiktu piemaisījumu pēdas.
Gaisma no šādām reakcijām bieži ir blāvi zaļā vai zilā krāsā, un spilgtums mainās atkarībā no iesaistītajām ķīmiskajām vielām un klātesošo ķīmisko vielu daudzuma. Dažreiz hemiluminiscence var būt ārkārtīgi spilgta, un šādas reakcijas bieži tiek izmantotas, lai studentiem demonstrētu šo interesanto īpašību laboratorijā. Citreiz tas var būt daudz smalkāks, un ir nepieciešama asa acs, lai noteiktu reakcijas pēdas.
Reakcijai progresējot, mainās ķīmiskais sastāvs, un gaisma sāks nomirt, pirms pārvēršanas rezultātā pilnībā izzudīs. Bieži vien hemiluminiscence ir ļoti īsa, vismaz ar neapbruņotu aci, lai gan var izmantot zinātniskus rīkus, lai izmērītu reakciju, kad tā turpinās. Reakcijas posmus var izmantot arī, lai sniegtu norādes, pētniekiem analizējot, cik ilgi reakcija notiek dažādās fāzēs un kā mainās krāsas un spilgtuma līmenis.