原生動物
夜光蟲是一類生活在海水中的原生動物，在分類學上隸屬於原生動物門、鞭毛綱、腰鞭毛目。它們的身體爲圓球形，直徑大約爲0.5~1.5毫米，外表被一層厚的表膜覆蓋。夜光蟲的身體中央有一箇細胞核，細胞質呈網狀，網間充滿含有氯化銨的紅色液體，這種液體由氯化銨的喪失和積累導致蟲體上浮或下沉。
夜光蟲在夜間能發光，這種發光現象被稱爲生物發光。它們的發光能力是由於海水波動的刺激，以及體內含有熒光素等化學物質。夜光蟲的繁殖方式爲分裂法和出芽法，後者在身體表面生出很多小的個體，脫離母體後發育成新的個體。當夜光蟲大量出現時，可以使海水變成紅色。