光聲成像是基于光聲效應的一種復合成像技術，超聲分辨率光聲顯微鏡有效地綜合了聲學方法對深層組織成像分辨率高的優點，以及光學成像在獲取組織化學分子信息方面的優勢。當激光照射物質時，被照射區域及臨近區域會吸收電磁波能量并將其轉換為熱能，進而由于熱脹冷縮而產生應力或壓力的變換，激發并傳播聲波，稱為光聲信號(見圖)。超聲分辨率光聲顯微鏡其強度和相位不僅取決于光源，更取決于被照射物質的光吸收系數的空間分布，以及被照物質的光學、熱學、彈性等特性。光聲成像正是通過檢測光聲效應產生的光聲信號，從而反演成像區域內部物質的光學特性，重構出光照射區域內部的圖像。通過選擇合適的成像模式和選用不同頻率的超聲換能器，光聲成像可以提供微米甚至納米量級的空間分辨率，同時獲得毫米到幾十毫米量級的成像深度。光聲成像技術十幾年的發展顯示了它能對生物組織內一定深度病灶組織的結構和生物化學信息高分辨率、高對比度成像，而其他技術則暫不具有這樣的功能。目前，光聲成像技術已是生物組織無損檢測領域里備受關注的研究方向之一，國際上眾多研究學者將重心轉移至這一研究方向。

　　光聲成像有兩種具體的實現方式：一種是光聲斷層成像(Photoacoustic tomography，PAT)，另一種是光聲顯微鏡(Photoacoustic microscopy，PAM)。光聲斷層成像系統使用非聚焦激光照射成像樣品來產生光聲信號，并利用非聚焦或線聚焦換能器接收光聲信號，隨后通過求解光聲傳播逆問題來重構光聲圖像。光聲斷層成像的圖像重構依賴于特定的圖像重構算法，其成像的空間分辨率和成像深度取決于超聲換能器的工作頻率。光聲顯微鏡通常使用掃描的方式獲得，而不需要復雜的重建算法。掃描的方式主要有兩種，第一種是通過掃描一個聚焦的超聲探測器以獲取光聲圖像，這種方式被稱為超聲分辨率光聲顯微鏡，它通過超聲來進行定位，分辨率決定于超聲換能器的帶寬以及中心頻率，分辨率能等達到15微米到100微米，由于利用超聲進行定位，因此這種顯微鏡的成像深度能達到30毫米。第二種掃描方式是采用會聚的激光束進行掃描，通過這樣的方式能達到光學分辨率的光聲成像，它的分辨率取決于會聚激光束的衍射極限，因此它也被稱為光學分辨率光聲顯微鏡，由于這種方法通過光來定位，由于組織的散射的影響，它的穿透深度不如超聲分辨率光聲顯微鏡。

　　我國科研人員在這一領域做出了較大的貢獻，例如華南師范大學生物光子學研究院邢達教授團隊建立了基于二維掃描振鏡的共焦光聲顯微成像系統，能夠高分辨地成像多種癌癥細胞、黑色素細胞、紅細胞、神經細胞等，并建立起基于中空超聲聚焦探測器的光聲顯微鏡，實現了多尺度的光聲顯微成像。唐志列教授課題組建立了基于光聲微腔的顯微成像系統，獲得了高分辨率的光聲顯微圖像。中國科學院深圳先進研究院宋亮研究員課題組利用壓縮感知技術提高了光聲顯微成像的成像速度，并通過改進光聲顯微成像系統的掃描裝置實現了亞波長分辨率的光聲成像。華中科技大學駱清銘教授團隊構建了基于反射式顯微物鏡的光聲顯微成像系統，改善了成像分辨率及成像深度。