Состоит из трёх слоёв клеток. В цитоплазме клеток нижнего слоя содержатся микроскопические кристаллы мочевой кислоты, отражающие свет. Этот слой выполняет роль рефлектора.
Верхний слой образован прозрачной, пропускающей лучи света кутикулой. У рыб этот слой представлен прозрачными участками кожного покрова.
Фотофоры часто содержат биолюминесцентные бактерии, которые используют углеводы и кислород из крови рыб, а взамен вырабатывают свет. Результатом этой реакции и является биолюминесценция.
Фотофоры могут светиться непрерывно благодаря обитающим в них фотобактериям. Но преимущественно свечение фотофоров носит импульсный характер и контролируется нервной системой. Свечение может быть внутриклеточным или секреторного типа. При секреторном типе светящееся вещество (смесь продуктов секреции двух разных желез) выделяется из организма в виде слизи, покрывая тело животного или расплываясь вокруг него в воде в виде светящегося облака.
Фотофоры у рыб могут располагаться на голове, спине, по бокам тела, вокруг глаз и рта, на различных выростах тела, усиках и т. п. У многих глубоководных удильщиков первый луч спинного плавника самок превращен в «удочку» (иллиций) со светящейся «приманкой» (эской) на конце. Иллиций различных видов варьирует по форме и величине. Светящийся орган представляет собой железу, заполненную слизью, в которой заключены биолюминесцентные бактерии. Благодаря расширению стенок артерий, питающих железу кровью, рыба может произвольно вызывать свечение бактерий, нуждающихся для этого в притоке кислорода, или прекращать его, сужая сосуды. Обычно свечение происходит в виде серии последовательных вспышек, индивидуальных для каждого вида. У придонной галатеатаумы (Galatheathauma axeli), с глубины около 3600 м, светящаяся «приманка» расположена во рту.
Некоторые морские моллюски имеют фотофоры и способны к биолюминесценции. К их числу относятся несколько необычных брюхоногих, например, представители рода Planaxis и эффектные голожаберные моллюски рода Phylliroe[1]. Одним из наиболее давно известных и хорошо изученных люминесцирующих моллюсков является двустворчатый моллюск Pholas[2].