萤光素酶（英语：Luciferase）是自然界中能够产生生物发光的酶的统称，其中最有代表性的是一种学名为Photinus pyralis的萤火虫体内的萤光素酶。在相应化学反应中，荧光的产生是来自于萤光素的氧化，有些情况下反应体系中也包括三磷酸腺苷（ATP）。没有萤光素酶的情况下，萤光素与氧气反应的速率非常慢，而钙离子的存在常常可以进一步加速反应（与肌肉收缩的情况相似）。萤光生成反应通常分为以下两步：

这一反应非常节省能量，几乎所有输入反应的能量都被转化为光。与之形成鲜明对比的是人类使用的白炽灯，只有约10%的能量被转化为光，剩余的能量都变为热能而被浪费。

Luciferase is a generic term for the class of oxidative enzymes that produce bioluminescence, and is distinct from a photoprotein. The name is derived from Lucifer, the root of which means 'light-bearer' (lucem ferre). One example is the firefly luciferase (EC1.13.12.7) from the firefly Photinus pyralis. "Firefly luciferase" as a laboratory reagent often refers to P. pyralis luciferase although recombinant luciferases from several other species of fireflies are also commercially available.