化學發光是物質在進行化學反應過程中伴隨的一種光輻射現象，可以分為直接發光和間接發光。直接發光是zui簡單的化學發光反應，有兩個關鍵步驟組成：即激發和輻射。如A、B兩種物質發生化學反應生成C物質，反應釋放的能量被C物質的分子吸收并躍遷至激發態C*，處于激發的C*在回到基態的過程中產生光輻射。這里C*是發光體，此過程中由于C直接參與反應，故稱直接化學發光。

間接發光又稱能量轉移化學發光，它主要由三個步驟組成：首先反應物A和B反應生成激發態中間體C*（能量給予體）；當C*分解時釋放出能量轉移給F（能量接受體），使F被激發而躍遷至激發態F*；zui后，當F*躍遷回基態時，產生發光。

一個化學反應要產生化學發光現象,必須滿足以下條件:*是該反應必須提供足夠的激發能,并由某一步驟單獨提供,因為前一步反應釋放的能量將因振動弛豫消失在溶液中而不能發光;第二是要有有利的反應過程,使化學反應的能量至少能被一種物質所接受并生成激發態;第三是激發態分子必須具有一定的化學發光量子效率釋放出光子,或者能夠轉移它的能量給另一個分子使之進入激發態并釋放出光子。

化學發光分析測定的物質可以分為三類：*類物質是化學發光反應中的反應物；第二類物質是化學發光反應中的催化劑、增敏劑或抑制劑；第三類物質是偶合反應中的反應物、催化劑、增敏劑等。這三類物質還可以通過標記方式用來測定其他物質，進一步擴大化學發光分析的應用范圍。

化學發光反應的發光類型通常分為閃光型（flashtype）和輝光型（glowtype）兩種。閃光型發光時間很短，只有零點幾秒到幾秒。輝光型又稱持續型，發光時間從幾分鐘到幾十分鐘，或幾小時至更久。閃光型的樣品必須立即測量，必須配以全自動化的加樣及測量儀器。輝光型樣品的測量可以使用通用型儀器，也可以配有全自動化儀器。