Os vaga-lumes são insetos pertencentes à ordem dos coleópteros, divididos em duas famílias principais: Lampyridae e Elateridae. Os lamparídeos (vaga-lumes propriamente ditos) são pequenos besouros de tegumentação mole, que emitem uma luminescência intermitente, enquanto os elaterídeos (salta-martins, em geral maiores, apresentam tegumentação mais dura, emitem luz de forma relativamente contínua e possuem uma articulação especial, entre o protórax e o mesotórax, que lhes permitem saltar quando colocados de dorso para o chão. Quando saltam, produzem um ruído característico, que lhes confere nomes populares onomatopéicos, tais como "tectec" ou, em inglês, click-beetles.
Os fotóforos, órgãos emissores de luz dos lamparídeos, estão localizados na região ventral, nos últimos dois ou três segmentos abdominais, que têm coloração esbranquiçada ou amarelada. Sua luminescência, porém, apresenta tons amarelos ou verdes.
O sinal luminoso intermitente dos lamparídeos é utilizado na corte sexual. Cada espécie se caracteriza por lampejos de freqüência, duração, intensidade e cor típicos, tornando possível a identificação apenas pela luz emitida. Em todas as espécies, o macho e a fêmea emitem sinais diferentes, mas cada um deles reconhece o lampejo típico do parceiro.
Esta comunicação sexual luminosa foi classificada em duas categorias. No primeiro sistema, a fêmea permanece estacionária na vegetação e emite um sinal específico para atrair algum macho em vôo. No outro sistema, é o macho que emite o sinal, que a fêmea reconhecerá e ao qual responderá, se predisposta, estabelecendo o contato. Este segundo tipo de comunicação é o que parece vigorar em muitas espécies brasileiras.
Os lampejos também podem ser utilizados com finalidades não sexuais. Em algumas espécies do gênero Photuris, as fêmeas conseguem simular o sinal luminoso de outros lamparídeos, atraindo machos dessas espécies para devorá-los.
Em regiões tropicais é comum o fenômeno da sincronização de lampejos por grandes agregados de vaga-lumes. O caso mais típico ocorre com as espécies do gênero Pteroptyx no sudoeste asiático, que se reúnem aos milhares de lampejos em perfeita sincronia. Outro exemplo conhecido acontece na Jamaica, onde grupos de Photinus alternais em vôo sincronizam os lampejos, alternando-os com os de outros grupos da mesma espécie.
Nos elaterídeos, também conhecidos como pirilampos em várias regiões do Brasil, existem órgãos emissores de luz contínua sobre o tórax, na forma de duas vesículas ovaladas, freqüentemente confundidas com olhos. Há também um terceiro fotóforo no abdômen, próximo ao tórax. Este último só entra em ação, sem lampejar, quando o inseto está em vôo, enquanto as vesículas torácicas habitualmente brilham quando o vaga-lume está em atividade noturna, caminhando, ou quando é manipulado.
A luminescência dos vaga-lumes decorre da oxidação (pelo oxigênio molecular existente no ar) de um substrato orgânico denominado luciferina, em reação catalisada pela enzima luciferase e ativada pelo trifosfato de adenosina, presente em todas as células vivas e conhecido pela sigla ATP. A reação produz dióxido de carbono e oxiluciferina em estado excitado. A desexcitação do composto resulta na emissão de um quantum de luz.
Toda a reação ocorre no interior dos fotóforos, sob controle do sistema nervoso. O ar necessário a uma boa oxigenação desses órgãos é fornecido por uma desenvolvida rede de traquéias. A eficiência do lampejo ainda pode ser aumentada por uma camada de células refletoras, situada acima das células fotogênicas.