Essa bioluminescência, no entanto, apesar de ser linda, não é apenas por beleza, mas possui algumas funções. Em alguns casos, ela é usada para contra iluminação, ajustando a intensidade da bioluminescência para igualar a intensidade da luz ambiental superior, fazendo com que fique parcialmente camuflado.
Outra função é o mimetismo, para a atração das presas. Alguns peixes como o Melanocetus johnsonni, por exemplo, possuem um apêndice pendente que se estende da cabeça para a frente, atraindo pequenos animais a uma distância mais fácil de atacar. Outro caso interessante é o tubarão Isistius brasiliensis, que faz uso dessa técnica de uma forma diferente. Além de atrair as presas, ele se camufla, parecendo ser muito menor do que realmente é e atraindo peixes predatórios. Quando estes vêm para alimentar-se do que pensam ser um pequeno animal, acabam sendo atacados pelo tubarão.
Além disso, podem atrair parceiros, como é o caso dos vaga-lumes, distração, como é o caso de lulas e pequenos crustáceos, repulsão como larvas de pirilampos, e comunicação, como em algumas bactérias. Por fim, o motivo que pode ser, para alguns, o mais óbvio: iluminação. Alguns peixes usam dessa iluminação para facilmente visualizar presas que normalmente ficam invisíveis em ambientes de oceano profundo.