Хемилюминесцентный анализ является разделом каталитических (кинетических) методов анализа, с одной стороны, и разделом люминесцентных методов анализа, с другой.

Отличие хемилюминесцентного метода от других каталитических методов заключается в форме использования эффекта катализа. В обычных каталитических методах количество продукта устанавливают фотометрически или титриметрически. В каталитической хемилюминесцентной реакции главным «продуктом» является свет, количество или интенсивность которого измеряется фотографическим методом или с помощью фотоэлементов или фотоумножителей.

При хемилюминесцентном методе анализа применяется более простая аппаратура, чем при люминесцентном, так как нет необходимости в кварцевой лампе или другом источнике светового возбуждения; кроме того, фон можно сделать каким угодно малым. При люминесцентном методе анализа многие ионы с незаполненными d-уровнями вызывают гашение люминесценции. Между тем, в хемилюминесцентных реакциях эти ионы часто являются активаторами или катализаторами (иногда и ингибиторами) и поэтому легко определяются. Интересно также отметить, что некоторые элементы, как ванадий или цирконий, которые являются катализаторами по отношению к перекиси водорода в обычных каталитических реакциях, в хемилюминесцентных реакциях, наоборот, оказываются ингибиторами.

Явления хемилюминесценции используют в аналитической химии в следующих направлениях: в качестве индикаторов при титриметрическом определении обычных количеств различных веществ; при определении основных компонентов хемилюминесцентной реакции: перекиси водорода, кислорода, органических соединений, индикаторов хемилюминесценции; при определении микроколичеств элементов, являющихся катализаторами и ингибиторами хемилюминесценции; при окислении органических веществ, являющихся ингибиторами.