对于如此绚丽的海火，我国古书上早有记载。过去人们对此一直困惑不解。直到20世纪初，人们才解开这海火之谜。原来这放“火”者竟是一些海洋生物。能发光的海洋生物很多，从发光细菌、藻类、鞭毛虫、海蜇、甲壳类动物到一些鱼类，几乎各主要类群都有一些能发光的成员，无论分布于海洋上层、中层或底层的生物都有，尤其深海鱼、深海乌贼、深海甲壳动物最能发光。海洋发光细菌多见于热带和温带海洋中。搅动海水产生的海火，有一些就是发光细菌发出的光。细菌体内有两种与发光有关的物质，一是荧光素，一是荧光素酶。有了氧气，荧光素酶促进荧光素氧化就发出光来。细菌虽小但发出来的光却很强。若用离心机沉淀出02克发光细菌，再用1万倍海水稀释，发出的光能供离光源1米处的人阅读书报。
科学家们对发光细菌进行人工培养，即用透明瓶子盛入1升水，加入3％食盐，1％的胃蛋白酶和05％的甘油，将乌贼身上的发光细菌放入，培养两三天后即能发出相当于40支烛光的柔和的青白色光，只要氧气供应充足，光亮可以几个月不变。海洋发光细菌除独立生活于海水中者外，还有的是以寄生、共生或腐生的方式，栖于鱼、虾、贝、藻类体上，使其能发光也成为发光生物。由于发光细菌的腐生，人们买来的鱼、贝、乌贼等海产品，一时未来得及下锅，其新鲜度欠佳，夜间往往会像自燃一样发出幽幽的荧光，使人困惑甚至有时难免有些紧张。发光细菌的腐生会使鱼虾等腐败变质，有些无脊椎动物如小虾等被发光细菌感染也会发光致病、死亡，但它不能感染温血动物，所以人吃了洒有发光细菌的培养液的肉并无任何患病效应。
另一类产生海火的生物是数量很多、肉眼难以看清的浮游生物，如腰鞭毛虫和夜光藻、膝沟藻、梨甲藻等单细胞藻类。它们都是细胞内发光。无论航船犁破海面，或风吹浪卷使海水受到搅动，甚至海水化学或压力的变化等，都会刺激它们发出幽幽的蓝绿色光。当它们数量多时，在热带、亚热带海面上，常使海水呈乳白色，甚至船上用海水冲洗厕所，也会使它们发出耀眼的光。据报道，19世纪初，荷兰人在新几内亚建立殖民地，夜间常遭当地人袭击，站岗的士兵常会发现海滩上有一串闪光的脚印，这使他们非常惊慌，以为袭击者是海妖。一天夜里一个荷兰人去海边检查船只，身后就留下闪光的脚印，当局以为他就是私通海妖的内奸，于是派人跟踪，以便取证处死。结果发现跟踪的人身后也有发光的脚印，不论谁夜间在海滩上走都会留下发光的脚印，终于怀疑解除了。经研究知道，由于上述单细胞藻类被海水冲上沙滩，留在潮湿的沙子里，当人在沙滩上行走踩上沙子时，就会使它们发光，形成发光的脚印。