夜光海星会发光是因为体内有发光细菌共生，当遇到扰动或温度变化时，细菌里的荧光素和荧光素酶反应产生蓝绿色光。这种光不耗电，纯化学反应，和萤火虫原理差不多。

海星发光的原理是共生细菌在特定条件下分解荧光素，生成荧光素酶和氧化态荧光素三联反应。数据表明发光持续时间约30秒到2分钟，温度每升高1℃发光强度增加5%。比如2018年《海洋生物学》期刊研究显示，长腕海星（Paxillus involutus）发光强度在20℃时为0.8流明/平方厘米，25℃时达到1.2流明/平方厘米。这种发光主要用于警戒捕食者，因为强光会惊动附近鱼类。当人触碰海星时，细胞破裂释放发光物质，细菌启动应急反应产生光亮，但光亮很快会因氧气接触而熄灭。所以夜光海星发光是生物防御机制，不是主动行为。