リアルタイムで生体現象を画像化し、観察すること。フォトマル（光電子増倍管）や冷却CCD（電荷結合素子）により細胞内の状態を可視化するレーザー共焦点顕微鏡（laser confocal microscope）を中心とした蛍光イメージング、nm（ナノメートル　nは10^-9＝10億分の1）オーダーの動的微細構造変化を観察する高速の走査型プローブ顕微鏡（SPM ; scanning probe microscope）などがある。また、超短光パルスを用いた4光波混合過程による誘導パラメトリック発光（SPE ; stimulated parametric emission）による蛍光色素を用いない新しい生細胞観察手法が提案されており、高感度化が期待されている。このほか、たんぱく質などの動的変化を観察できる高速型のビデオAFM（video atomic force microscope）が開発されており、リアルタイムでの単一分子レベル構造変化を画像で確認できるようになっている。