螢火蟲熒光素酶在氧氣、ATP和鎂離子同時存在的條件下，催化熒光素氧化，生成氧化熒光素，同時產生黃綠色光，波長540-600nm。

熒光素酶（luciferase）是自然界中能夠產生生物熒光的酶的總稱。熒光素酶可以催化熒光素氧化成氧化熒光素，在熒光素氧化的過程中，會發出生物熒光。然後可以透過熒光測定儀測定熒光素氧化過程中釋放的生物熒光。熒光素和熒光素酶這一生物發光體系，可以極其靈敏、高效地檢測基因的表達，是檢測轉錄因子與目的基因啟動子區DNA相互作用的一種檢測方法。

目前，最有代表性的是從甲蟲中分離得到的螢火蟲熒光素酶（Firefly luciferase）和從海腎中分離得到的海腎熒光素酶（Renilla luciferase）。

熒光素酶(Luciferase)可以分為螢火蟲熒光素酶和細菌熒光素酶兩大類.螢火蟲熒光素酶是分子量為60～64kD的多肽鏈,在Mg2+、ATP、O2存在時,催化D-熒光素(D-Luciferin)氧化脫羧,發出光(λ=550～580nm)

.細菌熒光素酶是含α、β兩個多肽亞基的加單氧酶,它催化長鏈脂肪醛、FMNH2和O2的氧化反應,發出綠藍光(λ=490nm)

利用熒光素酶與底物結合發生化學發光反,應的特點，把感興趣的基因轉錄的調控元件克隆在螢火蟲熒光素酶基因(fireflyluciferase)的. 上游，構建成熒光素酶報告質粒。

然後轉染細胞，適當刺激或處理後裂解細胞,測定熒光素酶活性。透過熒光素酶活性的高低判斷性刺前後或不同刺激對感興趣的調控元件的影響。

同時，為了減少內在的變化因素對實驗準確性的影響，將帶有海腎熒光素酶基因(Rinilla luciferase)的質粒作為對照質粒與報告基因質粒共轉染細胞，提供轉錄活力的內對照，使測試結果不受實驗條件變化的干擾。