荧光海在本质上就是一种海洋生物发光现象。
在广阔的大海中有很多能够发光的物种，例如发光水母、节肢动物中的磷虾、海萤、软体的发光足头类动物以及单细胞的甲藻类生物都可以发出光亮。因此，当这些动物及藻类生物发出光的时候，海面就会产生荧光现象，形成荧光海。
从发光的效果上看，甲藻类生物如夜光虫等，产生的荧光要比节肢动物，如磷虾要更加强烈，视觉效果也会更好。世界各地出现的荧光海有很大一部分都是由甲藻类生物创造出来的。而在我国沿海一带最常见的发光甲藻类生物就是夜光虫。
