La bioluminescence peut également être extra-glandulaire. Les réactifs entrant en compte dans ce type de réaction sont les mêmes que ceux  de la bioluminescence intracellulaire, c'est à dire la luciférine et la luciférase. Seulement cette fois, ils sont expulsés directement dans l'eau, où la réaction a lieu, depuis les glandes dans lesquelles ils sont situés, sous la peau ou sur celle-ci. Ces glandes peuvent être unicellulaires ou pluricellulaires et sont repérables dans des zones localisées. On trouve dans ces glandes des cellules produisant les éléments  nécessaires à la fabrication de lumière. Les substances produites vont ensuite être libérées dans le milieu environnant ou va se produire la réaction. Cela génère alors un nuage de mucus lumineux dans l'eau, qui, dans l'obscurité abyssale, est un moyen plus ingénieux de fuir un prédateur qu'un nuage d'encre par exemple, qui serait lui inefficace dans cette zone. On peut retrouver ce phénomène chez certains calamars.