光学的开发和应用帮助现代医学和生命科学进入了快速发展阶段，如微创手术，激光治疗，疾病诊断，生物学研究，DNA分析等。
本篇文章将2个应用部分来简述光学（不包括X-Ray）在生命科学领域的作用：手术和药代动力学和诊断学。
手术和药代动力学光学在手术和药代动力学中的作用主要表现在两个方面：激光和体内照明及成像。
1.1 激光作为能量源的应用激光治疗的概念在上世纪60年代被引入眼科手术。当不同种类的激光和其特性被认识之后，激光治疗被快速的扩展到其他领域。
不同的激光光源（气体，固体等）可以发出脉冲激光（Pulsed Lasers）和连续激光 （Continuous wave），对人体不同组织产生的作用也不同。这些光源主要有：脉冲红宝石激光器（Pulsed ruby laser）；连续氩离子激光器（CW argon ion laser）；连续二氧化碳激光器(CW CO2)；钇铝石榴石（Nd:YAG）激光器。 因为连续二氧化碳激光器和钇铝石榴石激光器在切割人体组织的时候有凝血作用，在一般手术中应用最为广泛【1】。
应用在医疗上的激光波长一般大于100 nm。不同波段的激光在人体不同组织中的吸收作用被用来拓展其在医疗的应用，比如当激光波长大于1um时，水是首要的吸收物。激光不仅能在人体组织吸收中产生热效应，用于手术切割和凝固，而且还能产生机械效应。尤其在人们发现激光的非线性机械效应后，如产生空化泡（Cavitation bubbles）和压力波（Stress waves），激光就被应用于光致破裂（Photodisruption）技术，比如内障手术和肾结石碎化手术。激光还可以产生光化学效应，引导具有光敏介质的癌症药物对特定组织区域释放药效， 如PDT疗法。激光结合药代动力学在精准医疗领域有非常重要的作用【2】。
基于激光的热效应，机械效应，光化学效应和电磁场效应，不同激光源在临床手术中有以下应用（不限）【3】：
激光在一些主要的临床手术中的应用机制如下：
眼科屈光手术-视觉矫正（Laser Refractive Surgery）【4】
心血管成形术-血管舒通(Laser Angioplasty)【5】
美容外科手术-皮肤修复 (Laser Skin Resurfacing