En milieu marin profond et obscur, la fonction principale de la bioluminescence est l'éclairage du champ visuel. Grâce à cette lumière, l'organisme émetteur est aussi récepteur. La cornée de l'œil d'un poisson a le même indice de réfraction que l'eau environnante, les rayons lumineux traversent la cornée sans être déviés. Ainsi, les poissons possèdent un large champ de vision grâce à un bombement important du cristallin à travers la pupille.

b) Les différences de lumière

De nombreux poissons émettent de la lumière bleue (ceci correspond aux longueurs d'onde les mieux propagées dans l'eau de mer) et possèdent des pigments visuels sensibles à cette couleur. Par exemple le Photoblepharon : ce poisson se nourrit du plancton qu'il illumine grâce à un faisceau de lumière bleue produit par de grands organes lumineux sous-orbitaires.
Quelques poissons d'eau très profonde émettent une lumière rouge de très grande longueur d'onde (maximum à 708 nm), invisible pour l'œil humain accoutumé à l'obscurité. Ces poissons possèdent donc un deuxième type de pigment visuel, sensible au rouge. Cependant, l'eau de mer absorbe particulièrement les longueurs d'ondes correspondant au rouge et à l'ultraviolet ce système ne peut être efficace que sur de courtes distances, d'environ quelques mètres.