可見光活體成像技術主要采用生物發光（bioluminescence）與熒光（fluorescence）兩種技術。生物發光是用熒光素酶（Luciferase）基因標記細胞或DNA，而熒光技術則采用熒光報告基團（GFP、RFP, Cyt及dyes等）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。

可見光活體成像技術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。