光声成像能够有效的进行生物组织结构和功能成像，为研究生物组织的形态结构，生理特征，病理特征，代谢功能等提供了重要的手段，特别适合于癌症的早期检测和治疗监控。目前的光声成像技术多用于科研，Wang Lihong指出光声成像已经成为一个快速发展的研究领域，现今光声技术正由微观实验室阶段逐步走向宏观临床实践阶段。

    最初的临床应用期望用于新生儿脑部成像和前列腺癌的血氧饱和度检测。众多的例子可以支持这些展望，其中包括与飞利浦研究部门合作开发的手持式光声探头，以及美国Endra公司开发的Nexus 128小动物光声成像系统。

    光声成像目前可用于：

    1. 心血管研究：对小动物活体进行心血管疾病(血管生成/生长、心肌炎、血栓、心梗等)的深入研究，系统可输出血红蛋白浓度和血氧饱和度的定量数据。

    2. 药物代谢研究：利用分子影像学技术，实时监测标记药物在动物体内的运动情况，从而判断该药物是否能够准确到达靶区和代谢途径，以及治疗效果评测。

    3.肿瘤研究：直接快速地测量和跟踪各种癌症模型中肿瘤的生长和转移，及伴随的血管生成过程,如肝癌模型、骨转移模型等;并可对肿瘤的生长和转移(或癌症治疗)中血红蛋白浓度和血氧饱和度的变化、血管生成抑制效果等信息进行实时成像与分析。

    4. 基因表达：在活体动物体内观察和研究基因的表达, 细胞或组织特异性, 及其治疗反应。

    5.干细胞及免疫研究：标记细胞，实时观测动物体内干细胞治疗效果,并用于抗肿瘤免疫治疗。

    6.细菌与病毒研究：通过对细菌与病毒进行特异性荧光探针标记，研究侵染过程等。转基因动物模型：如大小鼠的疾病模型。

    7.疾病早期诊断：用分子影像学可对分子水平的病变进行检测，遭遇以病理改变为评判基础疾病诊断，实现疾病早期诊断。

    及其它应用领域：如分子光学、脑科学研究等。