Luminescência é a emissão de luz pela matéria. É um processo físico de interesse para a física, química, biologia e áreas aplicadas como medicina, biotecnologia entre outros. Existem vários tipos de luminescência  classificados de acordo com a fonte de energia. O Museu enfatiza os processos de fotoluminescência tradicionais (fluorescência e fosforescência), quimioluminescência, com ênfase especial na bioluminescência (luz gerada por organismos vivos). Dispõe de importante acervo com demonstrações de fluorescência, fosforescência, quimioluminescência e bioluminescência, incluindo equipamentos para detectar luz, dispositivos bioluminescentes, material bibliográfico, painéis explicativos e uma coleção única de coleópteros bioluminescentes com mais de 100 espécies, a maior do Brasil  O MzCTLum é o primeiro desta modalidade no Brasil.