Los científicos no tardaron en darse cuenta de los méritos de la fotografía por su capacidad percibida de presentar una imagen objetiva de lo que se veía. Esto resolvió un problema de representación por parte de los artistas a los que se les pedía que produjeran ilustraciones sólo a partir de la descripción o muy influenciadas por la interpretación de los médicos y cirujanos. La primera aplicación de la fotografía en medicina aparece en 1840, cuando Alfred François Donné, del Hospital de la Charité de París, fotografió secciones de huesos y dientes. Comenzó a realizar daguerrotipos a través de un microscopio. Donné publicó grabados realizados a partir de fotografías por su alumno Léon Foucault. Hugh Welch Diamond, médico y miembro fundador de la Royal Photographic Society, utilizó la fotografía como herramienta en medicina, especialmente en el campo de las enfermedades mentales. En 1852 trabajaba en la sección femenina del Asilo del Condado de Surrey, en Twickenham, donde intentó crear un catálogo de signos visuales de locura fotografiando a las pacientes y organizando las fotografías por síntomas. Guillaume-Benjamin Duchenne de Boulogne comenzó a fotografiar a los internos del hospital psiquiátrico Salpêtrière de París en 1856. Ideó un método para activar los músculos individuales de la cara mediante estimulación electrónica. Con la ayuda de Adrien Tournachon, hermano de Félix Nadar, fotografió las expresiones faciales y en un momento dado enumeró 53 emociones que podían identificarse a partir de la acción muscular. Su trabajo se publicó en 1862 en Mécanisme de la physionomie humaine en lo que fue el más notable de todos los libros ilustrados fotográficamente en la ciencia médica antes de 1900.
G.-B. Duchanne de Boulogne, Lámina sinóptica 4 de Le Mécanisme de la Physionomie Humaine. 1862, impresión a la albúmina. En la fila superior y en las dos filas inferiores, pacientes con diferentes expresiones a ambos lados de la cara
El doctor Jean-Martin Charcot, alumno de Duchenne de Boulogne, creía, al igual que Diamond, que las fotografías desempeñarían un papel importante en el diagnóstico y el tratamiento de los pacientes. En 1878, Charcot creó una unidad de fotografía médica en el hospital Salpêtrière de París. Contrató a Albert Londe, que trabajó en Salpêtrière bajo la supervisión de Charcot. Londe no sólo iba a hacer fotografías, sino que iba a crear nuevos aparatos para registrar los signos y síntomas. Charcot comenzó a publicar la Nouvelle iconographie de la Salpêtriere en 1888, que utilizaba fotografías para mostrar las presentaciones clínicas de los casos de la Salpêtrière. Londe publicó una importante referencia sobre la práctica de la fotografía médica La Photographie médicale. en 1893. Londe desarrolló un método sistemático para fotografiar a los pacientes en vistas fijas que tenía en cuenta la profundidad de campo y la distorsión causada por el diseño de la lente y la distancia entre la lente y el sujeto.
Hubo un interés creciente por las culturas y los pueblos de regiones distantes del globo y la fotografía fue una forma de ponerlos bajo estudio, especialmente cuando se combinó con las influencias del estudio de la frenología y el trabajo de Darwin sobre la selección natural. En 1850, Joseph T. Zealy (1812-93) recibió el encargo de Louis Agassiz de realizar daguerrotipos de trabajadores de plantaciones de origen africano en el sur de los Estados Unidos de América. Las imágenes pretendían ser una documentación científica para apoyar las teorías de la etnología. Carl Damman publicó una colección de fotografías de diferentes grupos étnicos en Anthropologisch-ethnographisches Album in Photographien. y ese mismo año William Marshall publicó A phrenologist among the Todas, or the Study of a Primitive Tribe in South India. Historia, carácter, costumbres, religión, infanticidio, poliandria, lengua. Thomas Huxley estableció un sistema para fotografiar el cuerpo humano con vistas fijas que incluía una varilla de dimensiones conocidas para realizar mediciones. Francis Galton creía que era posible organizar sistemáticamente los rasgos de los atributos heredables, intelectuales, morales y físicos con respecto a las familias, grupos, clases y tipos raciales. Creía que los atributos mentales podían medirse estudiando los atributos físicos. En un esfuerzo por identificar y agrupar características, hizo composiciones de hasta doscientas fotografías para crear un ejemplo de fisonomía universal de un grupo o tipo.
El Dr. Reed B. Bontecou, médico y soldado de Nueva York, llevó la cámara a la Guerra Civil Americana (1861-1865) y fotografió a los soldados heridos, además de documentar los tratamientos, las cirugías y las condiciones de trabajo del médico. Los álbumes de soldados heridos de la Guerra Civil estadounidense tratados y fotografiados por Bontecou han aparecido en numerosas exposiciones, muchas de las imágenes se mostraron en el Museo Metropolitano de Arte como parte de la exposición Photography and the American Civil War. El libro de Burns Archive Press Shooting Soldiers: Civil War Medical Photography By Reed B. Bonteco, contiene una amplia selección de estas fotografías y una historia de Bontecou.
Foto del libro, Shooting Soldiers: Fotografía médica de la Guerra Civil por el Dr. R. B. Bontecou. Escrito por el Dr. Stanley B. Burns, publicado por Burns Archive Press. Esta fotografía muestra a G. Porubsky, voluntario de la Compañía B. 46 de Nueva York, mostrando la escisión del húmero. Esta fotografía del álbum de enseñanza de Bontecou muestra la presunta trayectoria de la bala. La operación de Bontecou de extirpación del hueso en la parte superior del brazo dejaba al paciente con una extremidad inútil. Muchos fueron amputados en la era antiséptica de la década de 1880.
Los intentos de publicar fotografías médicas en los libros de texto de anatomía tuvieron un éxito limitado en los primeros años de la fotografía. La falta de variación textural y tonal hacía que las fotografías fueran difíciles de interpretar. Esto puede deberse a la sensibilidad espectral de los primeros materiales a la luz azul, violeta y ultravioleta. Esto agrupaba los demás tonos y los convertía en matices similares del negro. Las planchas ortocromáticas no se comercializaron hasta 1883 e incluso entonces el proceso sólo permitía separar los azules, verdes y amarillos. En 1861, Nicolaus Rüdinger publicó Atlas des peripherischen Nervensystems des menchlichen Körpers, Cotta’schen, utilizando fotografías de Joseph Albert de secciones congeladas. Las fotografías tuvieron que ser retocadas para que las estructuras fueran evidentes. La estereofotografía se convirtió en una forma de añadir una cualidad tridimensional para mostrar las relaciones espaciales de la anatomía macroscópica y los estudios de casos clínicos. Entre 1894 y 1900, Albert Neisser, de Leipzig, produjo un atlas estereoscópico de anatomía y patología. David Waterston publicó en 1905 un conjunto de tarjetas estereoscópicas para ser utilizadas en un estereovisor. Las tarjetas mostraban disecciones etiquetadas, etiquetas descriptivas y venían empaquetadas con el visor estereoscópico.
Hubo intentos de fotografiar el interior del cuerpo ya en 1883. Emil Behnke utilizó una lámpara de arco de carbono, lentes y reflectores para fotografiar las cuerdas vocales humanas con exposiciones de ¼ de segundo. Walter Woodbury había publicado un «fotogastroscopio» en 1890 que mostraba imágenes del interior del estómago y, en 1894, Max Nitze publicó fotografías de la vejiga utilizando un cistoscopio.
Para 1870, Maury y Duhring habían establecido una revista basada en el uso de la fotografía médica, The Photographic Review of Medicine and Surgery, publicada por Lippincott en Filadelfia, Estados Unidos proporcionaba estudios de casos y fotografías del antes y el después. En la década de 1900, la mayoría de los grandes centros de enseñanza médica habían adoptado la fotografía como método de documentación y estudio. Muchos fotógrafos trabajaban en disciplinas polifacéticas como la radiología, la patología y la oftalmología. La fotografía médica se convirtió en un campo especial de la fotografía y en 1931 un grupo de fotógrafos que trabajaban en medicina se reunió en la Universidad de Yale, en Estados Unidos, para formar la Biological Photographic Association, que más tarde se convirtió en la BioCommunications Association Inc. El grupo publicó una revista, el Journal of Biological Photography, que posteriormente se incorporó al Journal of BioCommunication. Se formaron otras organizaciones en Inglaterra, Escandinavia y Australia. En la actualidad, la fotografía sigue desempeñando un papel en la medicina a través de la documentación, la investigación y la educación.