生命科学や医学の分野で重要なことは、観察対象となる細胞・組織を生きたまま観察することです。
たとえば、脳には光を散乱する性質があるため、深部の観察が難しいとされてきました。
しかし、多光子励起顕微鏡の登場により、今後はそのような部分の観察も可能になると期待されています。
多光子励起顕微鏡（光子励起顕微鏡）には、従来の蛍光顕微鏡では観察しづらいと言われている不透明な試料に関しても、深部まで観察できるという特徴があるためです。