Neste trabalho é apresentado um método para a reconstrução de fontes de bioluminescência em águas naturais a partir de dados de irradiâncias obtidos in situ. Este problema inverso da Óptica Hidrológica é formulado como um problema de otimização não linear, assumindo que o perfil de bioluminescência a ser determinado possa ser representado por um somatório de fontes gaussianas distribuídas, e resolvido iterativametne usando um algoritmo genético híbrido. O problema direto associado é resolvido com a utilização do programa de computador Hydrolight 3.0. Este modelo resolve numericamente a equação de transferência radiativa, no caso unidimensional, invariante no tempo, usando a teoria da inserção invariante. O método proposto foi testado com dados sintéticos, isto é, dados calculados pelo programa Hydrolight, e forneceu bons resultados numéricos. São analisadas as influências do ruído e dos valores de parâmetros funcionais do algoritmo genético na reconstrução de perfis de fontes de Bioluminescência.