219:316–333. Wykorzystując techniki biomedyczne, biotechnologię, nanoinżynierię oraz przetwarzanie i analizę obrazów, obrazowanie to pozwala na obserwację organów, tkanek, komórek czy molekuł w badanych obiektach pod kątem zmian powstałych na skutek oddziaływania różnych substancji lub czynników środowiskowych. Bezinwazyjne metody obrazowania in vivo, umożliwiając głębsze zrozumienie zarówno procesów chorobowych jak i zachowania substancji w organizmie, zyskały duże znaczenie zwłaszcza w badaniach nad rozwojem lekówJ. K. Willmann, N. van Bruggen, L. M. Dinkelborg, S. S. Gambhir, "Molecular imaging in drug development", Nature Reviews Drug Discovery 7, 591-607 (July 2008). Do obrazowania całych organizmów lub ich organów zwykle wykorzystywane są: mikro-ultrasonografia (USG), obrazowanie magnetycznego rezonansu jądrowego (ang. magnetic resonance imaging, MRI) oraz tomografia komputerowa (ang. computed tomography CT), natomiast do obrazowania molekularnego stosuje się częściej emisyjną tomografię pozytonową (ang. positron emission tomography] PET), komputerową tomografię pojedynczego fotonu (ang. single photon emission computed tomography] SPECT), tomografię fotoakustyczną (ang.