Sự hấp thụ quang học trong các mô sinh học có thể là do các phân tử nội sinh như hemoglobin hoặc melanin, hoặc các chất tương phản được phân phối ngoại sinh. Ví dụ, hình 2 cho thấy quang phổ hấp thụ của hemoglobin oxy hóa (HbO2) và hemoglobin phi oxy hóa (Hb) trong vùng hiển thị và cận hồng ngoại.[3] Vì máu thường có độ hấp thụ lớn hơn các mô xung quanh, có đủ tương phản nội sinh cho hình ảnh quang học để hình dung các mạch máu. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng hình ảnh quang học có thể được sử dụng in vivo để giám sát tạo mạch khối u, lập bản đồ oxy hóa máu, hình ảnh não chức năng, phát hiện u ác tính da, đo methemoglobin, vv.[2]