可以在實驗室中用基因工程的方法生成，并被用于多種不同的實驗。螢光素酶的基因可以被合成并插入到生物體中或到細胞中。研究者利用基因工程已經(jīng)使得家蠶、馬鈴薯等一些生物可以合成螢光素酶。間接體外成像是一種強大的研究手段，可以對整個動物體中的細胞群落進行分析:將不同類型的細胞(、T細胞等)標記上(即表達)螢光素酶，就可以用高敏感度的進行對動物體內(nèi)進行活體觀察而不會傷害到動物本身。

在螢光素酶中加入正確的底物就可以放出螢光，而發(fā)出的光子可以被光，如螢光探測器或改進后的探測到。這就使得對包括感染在內(nèi)的多種生命活動進程進行觀察成為可能。例如，可以被用于檢測血庫中所存血液中的紅血球是否開始破裂。法醫(yī)可以用含有螢光素酶的溶液來檢測犯罪現(xiàn)場中殘留的血跡。醫(yī)院用螢光素酶的發(fā)光來發(fā)現(xiàn)特定的疾病。螢光素酶還可以作為"報告蛋白"被用于分子生物學研究中，例如，用于在過螢光素酶的細胞中檢測特定的情況或用于探測細胞內(nèi)的ATP的水平;這一技術被稱為報告基因檢測法或螢光素酶檢測法(Luciferase Assay)。螢光素酶是一個熱敏感蛋白，因此經(jīng)常被用于研究蛋白熱變性過程中的保護能力。