常在把电动势（几伏特）施加到非质子有机溶剂（ECL化合物）中包含发光物质（多环芳烃，金属错合物，量子点或奈米粒子）的电化学电池，其溶液的电极上可观察到电化学发光，在有机溶剂中，通过氧化还原改变的电位差，可以在两个电极上或在一个电极上同时产生能量来自于氧化和还原的发光物质。在主要用于分析应用的水性介质中，由于水本身的电化学分解，同时氧化和还原很难实现发光，因此使用了共反应剂进行电化学发光反应。发光物质与共反应剂一起在电极上被氧化，经过一些化学反应（氧化还原）后，共反应剂会产生强还原剂。