化學發光試劑是痕量分析的重要手段之一，在環境監測、臨床分析、生物化學等領域里，例如污染物測定、酶分析、免疫測定法和痕量金屬分析等方面得到廣泛的應用。例如，致癌物亞硝胺經熱解后產生亞硝酰自由基NO·，后者與臭氧反應，產生激發態二氧化氮NO壗，zui后成為二氧化氮而發光,可用于亞硝胺的檢測,靈敏度達亞ppb級。魯米諾在某些氧化劑存在下的發光反應，可用于測定這些氧化劑；苯巴比妥與過氧化氫的反應為某些過渡金屬及其他一些物質所催化，可用來測定這些起催化作用的物質。又如，用化學發光分析可測定腺嘌呤核苷三磷酸酯(ATP),檢出限為10～10摩爾；許多酶催化的過程以 ATP作為反應物或產物，借測量ATP可測定酶的活性。