A tudósok hamar felismerték a fényképezés előnyeit, mivel az objektív képet tudott adni a látottakról. Ez megoldotta a művészek ábrázolási problémáját, akiknek csak leírás alapján kellett illusztrációkat készíteniük, vagy akiket erősen befolyásolt az orvosok és sebészek értelmezése. A fényképezés első orvosi alkalmazása 1840-ben jelent meg, amikor Alfred François Donné, a párizsi Charité kórház munkatársa lefényképezte a csontok és fogak metszeteit. Mikroszkópon keresztül kezdett dagerrotípiákat készíteni. Donné közzétette a tanítványa, Léon Foucault által készített fényképekből készült metszeteket. Hugh Welch Diamond orvos, a Royal Photographic Society alapító tagja a fényképezést eszközként használta az orvostudományban, különösen a mentális betegségek területén. A twickenhami Surrey megyei elmegyógyintézet női részlegén dolgozott 1852-ben, ahol a betegek fényképezésével és a fényképek tünet szerinti rendszerezésével megkísérelte létrehozni az elmebaj vizuális jeleinek katalógusát. Guillaume-Benjamin Duchenne de Boulogne 1856-ban kezdte el fényképezni a párizsi Salpêtrière elmegyógyintézet lakóit. Módszert dolgozott ki az arc egyes izmainak elektronikus ingerléssel történő aktiválására. Adrien Tournachon, Felix Nadar testvére segítségével lefényképezte az arckifejezéseket, és egy alkalommal 53 olyan érzelmet sorolt fel, amelyeket az izomműködés alapján lehetett azonosítani. Munkája 1862-ben jelent meg a Mécanisme de la physionomie humaine című könyvben, amely az orvostudomány 1900 előtti, fényképekkel illusztrált könyvei közül a legjelentősebb volt.
G.-B. Duchanne de Boulogne, 4. szinoptikus tábla a Le Mécanisme de la Physionomie Humaine című könyvből. 1862, albumin nyomat. A felső és az alsó két sorban az arcuk két oldalán különböző arckifejezésű betegek
Dr. Jean-Martin Charcot, Duchenne de Boulogne tanítványa, Diamondhoz hasonlóan úgy vélte, hogy a fényképek jelentős szerepet fognak játszani a betegek diagnózisában és kezelésében. Charcot 1878-ban a párizsi Salpêtrière kórházban orvosi fényképészeti egységet hozott létre. Felvette Albert Londe-t, aki Charcot felügyelete alatt dolgozott a Salpêtrière-ben. Londe-nak nemcsak fényképeket kellett készítenie, hanem új készülékeket kellett létrehoznia a jelek és tünetek rögzítésére. Charcot 1888-ban kezdte el kiadni a Nouvelle iconographie de la Salpêtriere című könyvet, amely fényképeket használt a Salpêtrière-ben előforduló esetek klinikai bemutatására. Londe 1893-ban jelentette meg az orvosi fényképezés gyakorlatáról szóló La Photographie médicale. című nagyszabású referenciát. Londe szisztematikus módszert dolgozott ki a betegek rögzített nézetekben történő fényképezésére, amely figyelembe vette a mélységélességet és a lencse kialakítása, valamint a lencse és a tárgy távolsága által okozott torzulást.
A világ távoli régióiban élő kultúrák és népek iránt egyre nagyobb érdeklődés mutatkozott, és a fényképezés módot adott arra, hogy tanulmányozás alá vonják őket, különösen, ha a frenológia és Darwin természetes szelekcióról szóló munkájának hatásaival párosult. 1850-ben Louis Agassiz megbízásából Joseph T. Zealy (1812-93) dagerrotípiákat készített az Amerikai Egyesült Államok déli részén található afrikai származású ültetvényes munkásokról. A képeket tudományos dokumentációnak szánták az etnológiai elméletek alátámasztására. Carl Damman Anthropologisch-ethnographisches Album in Photographien címmel különböző népcsoportokról készült fényképgyűjteményt tett közzé, és ugyanebben az évben William Marshall A phrenologist among the Todas, or the Study of a Primitive Tribe in South India című könyvében. History, Character, Customs, Religion, Infanticide, Polyandry, Language. Thomas Huxley létrehozta az emberi test rögzített nézetekkel történő fényképezésének rendszerét, amelyhez egy ismert méretű rúd is tartozott a mérések elvégzéséhez. Francis Galton úgy vélte, hogy lehetséges az öröklődő tulajdonságok, az értelmi, erkölcsi és fizikai vonások szisztematikus rendszerezése családok, csoportok, osztályok és faji típusok tekintetében. Úgy vélte, hogy a szellemi tulajdonságokat a fizikai tulajdonságok tanulmányozásával lehet mérni. A tulajdonságok azonosítására és csoportosítására törekedve akár kétszáz fényképből is készített kompozitokat, hogy egy csoport vagy típus univerzális fiziognómiai példáját hozza létre.
Dr. Reed B. Bontecou, New York-i orvos és katona az amerikai polgárháborúba (1861-1865) vitte a fényképezőgépet, és fényképezte a sebesült katonákat, valamint dokumentálta a kezeléseket, műtéteket és az orvos munkakörülményeit. A Bontecou által kezelt és fényképezett amerikai polgárháborús sebesült katonákról készült albumok számos kiállításon szerepeltek, számos képet a Metropolitan Museum of Artban a Photography and the American Civil War kiállítás részeként mutattak be. A Burns Archive Press kiadásában megjelent Shooting Soldiers: Civil War Medical Photography By Reed B. Bonteco című könyv e fényképek nagy részét és Bontecou történetét tartalmazza.
Fotó a Shooting Soldiers: Civil War Medical Photography by Dr. R. B. Bontecou. Írta: Dr. Stanley B. Burns, Kiadja: Burns Archive Press. A fényképen G. Porubsky, Co. B. 46. NY önkéntes látható, amint a felkarcsont kimetszését mutatja. Ez a Bontecou tanügyi albumából származó fénykép a golyó behúzott, feltételezett útját mutatja. Bontecou csonteltávolító műtétje a felkarban használhatatlan végtagot hagyott a betegnek. Az 1880-as évek antiszeptikus korszakában sokakat amputáltak.
Az orvosi fényképek anatómia tankönyvekben való közzétételére tett kísérletek a fényképezés korai éveiben korlátozott sikerrel jártak. A texturális és tónusváltozatok hiánya megnehezítette a fényképek értelmezését. Ennek oka lehetett a korai anyagok kék, ibolya és ultraibolya fényre való spektrális érzékenysége. Ez csoportosította a többi tónust, és a fekete hasonló árnyalatainak mutatta őket. Az ortokromatikus lemezek csak 1883-ban váltak kereskedelmi forgalomban elérhetővé, és az eljárás még akkor is csak a kék, a zöld és a sárga színek elkülönítését tette lehetővé. 1861-ben Nicolaus Rüdinger kiadta az Atlas des peripherischen Nervensystems des menchlichen Körpers, Cotta’schen című művét, amelyben Joseph Albert fagyasztott metszetekről készített fényképeket használt. A fényképeket retusálni kellett, hogy a struktúrák nyilvánvalóvá váljanak. A sztereofotográfia azért vált érdekessé, mert a bruttó anatómia és a klinikai esettanulmányok térbeli összefüggéseinek bemutatásához háromdimenziós minőséget adhatott. A lipcsei Albert Neisser 1894-1900 között anatómiai és patológiai sztereoatlaszt készített. David Waterston 1905-ben sztereó kártyakészletet adott ki, amelyet sztereónéző készülékben lehetett használni. A kártyák felcímkézett boncolásokat, leíró címkéket mutattak, és a sztereónézőhöz csomagolva érkeztek.
A test belsejének fényképezésére már 1883-ban voltak kísérletek. Emil Behnke szén ívlámpát, lencséket és reflektorokat használt emberi hangszalagok fényképezésére ¼ másodperces expozícióval. Walter Woodbury 1890-ben publikált egy “fotogasztroszkópot”, amely a gyomor belsejéről készített képeket, 1894-ben pedig Max Nitze publikált fényképeket a húgyhólyagról egy cisztoszkóp segítségével.
Maury és Duhring 1870-re egy orvosi fényképezés használatán alapuló folyóiratot alapított, a The Photographic Review of Medicine and Surgery, amelyet a philadelphiai Lippincott adott ki az USA-ban, esettanulmányokat és előtte-utána fényképeket közölt. Az 1900-as évekre az orvosképzés legtöbb jelentős központja átvette a fényképezést mint dokumentációs és tanulmányi módszert. Sok fotós a radiológiától a patológián át a szemészetig sokrétű szakterületeken dolgozott. Az orvosi fotográfia a fotográfia sajátos területévé vált, és 1931-ben az Amerikai Egyesült Államokban, a Yale Egyetemen az orvostudományban dolgozó fotósok egy csoportja összeült, hogy megalakítsák a Biological Photographic Association-t, amely később BioCommunications Association Inc. lett. A csoport folyóiratot adott ki; a Journal of Biological Photography-t, amelyet később beolvasztottak a Journal of BioCommunication-be. További szervezetek alakultak Angliában, Skandináviában és Ausztráliában. A fotográfia ma is szerepet játszik az orvostudományban a dokumentáció, a kutatás és az oktatás révén.