活體動物體內光學成像主要采用生物發光與熒光兩種技術。生物發光是用熒光素酶基因標記細胞或DNA，而熒光技術則采用熒光報告基團進行標記。利用一套非常靈敏的光學檢測儀器，讓研究人員能夠直接監控活體生物體內的細胞活動和基因行為。通過這個系統，可以觀測活體動物體內腫瘤的生長及轉移、感染性疾病發展過程、特定基因的表達等生物學過程。傳統的動物實驗方法需要在不同的時間點宰殺實驗動物以獲得數據,得到多個時間點的實驗結果。相比之下，可見光體內成像通過對同一組實驗對象在不同時間點進行記錄，跟蹤同一觀察目標（標記細胞及基因）的移動及變化，所得的數據更加真實可信。另外,這一技術對腫瘤微小轉移灶的檢測靈敏度*，不涉及放射性物質和方法,非常安全。因其操作極其簡單、所得結果直觀、靈敏度高等特點,在剛剛發展起來的幾年時間內，已廣泛應用于生命科學、醫學研究及藥物開發等方面。

　　熒光發光是通過激發光激發熒光基團到達高能量狀態，而后產生發射光。常用的有綠色熒光蛋白（GFP）、紅色熒光蛋白DsRed及其它熒光報告基團，標記方法與體外熒光成像相似。熒光成像具有費用低廉和操作簡單等優點。同生物發光在動物體內的穿透性相似，紅光的穿透性在體內比藍綠光的穿透性要好得多，近紅外熒光為觀測生理指標的*。

　　雖然熒光信號遠遠強于生物發光，但非特異性熒光產生的背景噪音使其信噪比遠遠低于生物發光。雖然許多公司采用不同的技術分離背景光，但是受到熒光特性的限制，很難*消除背景噪音。這些背景噪音造成熒光成像的靈敏度較低。目前大部分高水平的文章還是應用生物發光的方法來研究活體動物體內成像。但是，熒光成像有其方便，便宜，直觀，標記靶點多樣和易于被大多數研究人員接受的優點，在一些植物分子生物學研究和觀察小分子體內代謝方面也得到應用。對于不同的研究，可根據兩者的特點以及實驗要求，選擇合適的方法。最近許多文獻報道的實驗中，利用綠色熒光蛋白和熒光素酶對細胞或動物進行雙重標記，用成熟的熒光成像技術進行體外檢測，進行分子生物學和細胞生物學研究；然后利用生物發光技術進行動物體內檢測，進行活體動物體內研究。