การถ่ายภาพทางชีวภาพเป็นคำกว้างอธิบายชุดของเทคนิคที่ใช้ในวิทยาศาสตร์ชีวภาพและวิทยาศาสตร์เพื่อสร้างภาพที่เป็นประโยชน์ทางวิทยาศาสตร์ในแง่มุมต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิตและระบบชีวภาพที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า เทคนิคการถ่ายภาพบางอย่างจะใช้ในการพัฒนาภาพของเนื้อเยื่อใต้ผิวหนังในขณะที่คนอื่นใช้ในการทำเครื่องหมายและติดตามกระบวนการที่สำคัญทางชีวภาพในระดับโมเลกุล วิธีการถ่ายภาพมีความหลากหลายสูงและสามารถสร้างสรรค์ได้อย่างเหลือเชื่อ ในขณะที่วิธีหนึ่งอาจใช้อัตราการสลายตัวทางเคมีของโมเลกุลเพื่อพัฒนาภาพ แต่วิธีอื่นอาจใช้พัลส์ของแสงอินฟราเรดใกล้เพื่อสร้างภาพที่มีประโยชน์ซึ่งเป็นตัวแทนของการทำงานของสมองเมื่อเวลาผ่านไป
มีวิธีการถ่ายภาพทางชีวภาพมากมายที่ผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์ใช้เพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับภายในร่างกายของบุคคลในลักษณะที่ไม่รุกราน วิธีการหนึ่งที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในการแพทย์แผนปัจจุบันคือการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กหรือ MRI วิธีการถ่ายภาพทางชีวภาพนี้ใช้สนามแม่เหล็กอันทรงพลังในการจัดเรียงอะตอมทั่วไปบางอย่างซึ่งก็คือไฮโดรเจนในน้ำในร่างกายของแต่ละบุคคล การจัดแนวนี้หมุนได้ทำให้สแกนเนอร์สามารถเลือกสนามแม่เหล็กที่หมุนได้ซึ่งสามารถใช้ในการพัฒนาภาพที่ค่อนข้างครอบคลุมของการตกแต่งภายในของร่างกายของแต่ละบุคคล วิธีนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการถ่ายภาพสมองหรือตรวจจับมะเร็ง
อย่างไรก็ตามการถ่ายภาพทางชีวภาพนั้นไม่ได้ใช้อย่างเคร่งครัดในการดูแลสุขภาพ นักวิจัยหลายคนในห้องปฏิบัติการทางชีวภาพและชีวเคมีใช้วิธีการต่าง ๆ ในการถ่ายภาพทางชีวภาพเพื่อรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการวิจัยของพวกเขา วิธีการถ่ายภาพทางห้องปฏิบัติการที่พบได้ทั่วไปและมีประโยชน์อย่างหนึ่งเป็นที่รู้จักกันในชื่อการถ่ายภาพแบบเรืองแสง โปรตีนที่เรืองแสงตามธรรมชาตินั้นถูกใช้เพื่อแท็กเซลล์และส่วนประกอบทางชีวภาพอื่น ๆ ภายในสิ่งมีชีวิตหรือระบบเพื่อสังเกตลักษณะต่างๆของกระบวนการทางชีวภาพในลักษณะที่ไม่รุกรานซึ่งไม่ได้เปลี่ยนแปลงกระบวนการในทางใดทางหนึ่ง
มีวิธีการอื่น ๆ อีกมากมายของการถ่ายภาพทางชีวภาพซึ่งสามารถนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการวินิจฉัยหรือการวิจัยบริสุทธิ์ เช่น Ultrasounds ใช้เสียงความถี่สูงเพื่อสร้างภาพของระบบภายในของสิ่งมีชีวิต วิธีการถ่ายภาพทางชีวภาพบางวิธีเช่นการสแกนแกลเลียมใช้ความรู้เกี่ยวกับการสลายกัมมันตรังสีเพื่อสร้างภาพภายในสิ่งมีชีวิต แกลเลียมซึ่งจับกับบริเวณที่มีการอักเสบภายในร่างกายใช้เป็นตัวติดตามกัมมันตภาพรังสีเพื่อทำเครื่องหมายส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย มันมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการตรวจหามะเร็ง หนึ่งในวิธีการพื้นฐานและสำคัญของการถ่ายภาพทางชีวภาพที่ใช้ในวิทยาศาสตร์และการแพทย์เกือบทุกสาขาคือกล้องจุลทรรศน์เป้าหมายของการสร้างภาพขนาดเล็กที่มีขนาดเล็กมักเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยมาก
