至今仍不明。氧气控制理论基于通过控制发光细胞的氧气供给来完成发光和不发光的切换。神经激活理论假设荧光虫具有一个神经控制结构叫做微气管末梢细胞，该结构在刺激下会在发光细胞中释放出神经信使分子，进而产生化学反应。有一种理论认为，萤火虫分泌一种叫章鱼胺的神经递质，从神经传导到微气管末梢细胞，激发一氧化氮合酶（缩写NOS），使之产生一氧化氮和细胞色素c氧化酶。而这两种物质抑制发光细胞的粒线体使用氧气，从而使过氧化物酶体)能利用到氧气，使得平时通过粒线体的氧化磷酸化累积的荧光素-腺苷酸氧化产生发光反应并发出光线。