熒光素酶報告基因系統是以熒光素(luciferin)為底物來檢測熒光素酶活性的一種報告系統。熒光素酶可以催化luciferin氧化成oxyluciferin，在luciferin氧化的過程中，會發出生物熒光(bioluminescence)。然后可以通過熒光測定儀（化學發光儀）測定luciferin氧化過程中釋放的生物熒光。熒光素和熒光素酶這一生物發光體系，可以極其靈敏、高效地檢測基因的表達。

       雙熒光素酶體系，即有兩種熒光素酶，常見的組合是螢火蟲和海腎熒光素酶同時存在于一個載體中，螢火蟲熒光素酶作用于甲蟲熒光素，而海腎熒光素酶在氧的存在下作用于海腎熒光素。以其中一個作為內參對照，即表達量基本恒定，用于減少試驗中組間的差異，包括培養細胞的數目及活力的差異，細胞轉染及裂解的效率，而另外一個熒光素酶則作為報告基因，用于指示不同處理條件下基因的表達水平。該研究方法主要應用于microRNA的靶基因驗證、基因的功能部位的核心區域預測、分子的結合位點的檢測、分子間相互作用的分子機制以及體外環境變化對體內相關分子的調節作用。