Un bâton lumineux est composé de deux tubes : un tube extérieur en plastique flexible et un tube intérieur plus petit en verre cassant. Les deux tubes contiennent des composés liquides qui créent un effet lumineux lorsqu'ils sont mélangés ensemble .
Le tube extérieur en plastique contient de l'ester d'oxalate de phényle et une solution de colorant fluorescent, tandis que le tube intérieur en verre contient une solution de peroxyde d'hydrogène. Pour activer l'effet lumineux, le tube de verre intérieur est brisé par pliage. Lorsque le bâton lumineux est secoué vigoureusement, le peroxyde d'hydrogène oxyde l'ester d'oxalate de phényle dans une réaction appelée chimiluminescence, qui libère de l'énergie sous forme de lumière.
La durée et l'intensité de la lumière émise par le bâton lumineux peuvent être déterminées par les concentrations des composés contenus dans les deux tubes. Le chauffage d'un bâton lumineux déjà activé intensifie la luminosité de la lumière mais raccourcit sa durée, tandis que le refroidissement atténue la lumière mais prolonge sa durée.
