De wetenschappers waren zich snel bewust van de verdiensten van de fotografie vanwege haar waargenomen vermogen om een objectief beeld te geven van wat werd gezien. Dit loste een probleem op met de weergave door kunstenaars die alleen illustraties moesten maken op basis van beschrijving of sterk beïnvloed door de interpretatie van artsen en chirurgen. De eerste toepassing van fotografie in de geneeskunde verschijnt in 1840, wanneer Alfred François Donné van het Charité-ziekenhuis in Parijs doorsneden van botten en tanden fotografeert. Hij begon met het maken van daguerreotypieën door een microscoop. Donné publiceerde gravures van foto’s gemaakt door zijn leerling Léon Foucault. Hugh Welch Diamond, arts en stichtend lid van de Royal Photographic Society, gebruikte fotografie als hulpmiddel in de geneeskunde, met name op het gebied van geestesziekten. In 1852 werkte hij in de vrouwenafdeling van het Surrey County Asylum in Twickenham, waar hij probeerde een catalogus samen te stellen van visuele tekenen van krankzinnigheid door de patiënten te fotograferen en de foto’s per symptoom te ordenen. Guillaume-Benjamin Duchenne de Boulogne begon in 1856 met het fotograferen van gevangenen in het psychiatrisch ziekenhuis Salpêtrière in Parijs. Hij bedacht een methode om individuele spieren van het gezicht te activeren door elektronische stimulatie. Met de hulp van Adrien Tournachon, broer van Felix Nadar, fotografeerde hij gezichtsuitdrukkingen en maakte op een bepaald moment een lijst van 53 emoties die aan de hand van de spieractie konden worden geïdentificeerd. Zijn werk werd in 1862 gepubliceerd in Mécanisme de la physionomie humaine in wat het meest opmerkelijke was van alle fotografisch geïllustreerde boeken in de medische wetenschap vóór 1900.
G.-B. Duchanne de Boulogne, Synoptische plaat 4 uit Le Mécanisme de la Physionomie Humaine. 1862, albuminedruk. In de bovenste rij en de onderste twee rijen, patiënten met verschillende uitdrukkingen aan weerszijden van hun gezicht
Dr. Jean-Martin Charcot, een leerling van Duchenne de Boulogne, geloofde net als Diamant dat foto’s een belangrijke rol zouden gaan spelen bij de diagnose en behandeling van patiënten. Charcot richtte in 1878 in het Salpêtrière-ziekenhuis in Parijs een afdeling voor medische fotografie op. Hij nam Albert Londe in dienst die in Salpêtrière werkte onder toezicht van Charcot. Londe zou niet alleen foto’s maken, maar ook nieuwe apparaten ontwerpen om tekenen en symptomen vast te leggen. Charcot begon in 1888 met de publicatie Nouvelle iconographie de la Salpêtriere waarin foto’s werden gebruikt om de klinische presentaties van gevallen in Salpêtrière te laten zien. Londe publiceerde een belangrijk naslagwerk over de praktijk van de medische fotografie La Photographie médicale. in 1893. Londe ontwikkelde een systematische methode voor het fotograferen van patiënten in vaste aanzichten waarbij rekening werd gehouden met de scherptediepte en de vervorming veroorzaakt door het ontwerp van de lens en de afstand tussen lens en onderwerp.
Er was een groeiende belangstelling voor culturen en volkeren in verre streken van de wereld en de fotografie was een manier om deze te bestuderen, vooral in combinatie met invloeden uit de studie van de frenologie en Darwin’s werk over natuurlijke selectie. In 1850 kreeg Joseph T. Zealy (1812-93) van Louis Agassiz de opdracht om daguerreotypieën te maken van plantagearbeiders van Afrikaanse afkomst in het zuiden van de Verenigde Staten van Amerika. De foto’s waren bedoeld als wetenschappelijke documentatie ter ondersteuning van theorieën over etnologie. Carl Damman publiceerde een verzameling foto’s van verschillende etnische groepen in Anthropologisch-ethnographisches Album in Photographien. en in hetzelfde jaar publiceerde William Marshall A phrenologist among the Todas, or the Study of a Primitive Tribe in South India. Geschiedenis, karakter, gewoonten, religie, kindermoord, polyandrie, taal. Thomas Huxley stelde een systeem op voor het fotograferen van het menselijk lichaam met vaste aanzichten waarbij een staaf van bekende afmetingen werd gebruikt om metingen te verrichten. Francis Galton geloofde dat het mogelijk was om systematisch overerfbare eigenschappen, intellectuele, morele en fysieke, te ordenen met betrekking tot families, groepen, klassen en raciale types. Hij geloofde dat mentale eigenschappen konden worden gemeten door fysieke eigenschappen te bestuderen. In een poging om kenmerken te identificeren en te groeperen, maakte hij composities van tot wel tweehonderd foto’s om een universeel fysiognomisch voorbeeld van een groep of type te creëren.
Dr. Reed B. Bontecou, een arts en soldaat uit New York, nam de camera mee naar de Amerikaanse Burgeroorlog (1861-1865) en fotografeerde gewonde soldaten en documenteerde behandelingen, operaties en werkomstandigheden van de arts. De albums van gewonde soldaten uit de Amerikaanse Burgeroorlog die door Bontecou werden behandeld en gefotografeerd, zijn in talrijke tentoonstellingen te zien geweest. Veel van de beelden werden tentoongesteld in het Metropolitan Museum of Art als onderdeel van de tentoonstelling Photography and the American Civil War. Het Burns Archive Press boek Shooting Soldiers: Civil War Medical Photography By Reed B. Bonteco, bevat een grote selectie van deze foto’s en een geschiedenis van Bontecou.
Foto uit het boek, Shooting Soldiers: Medische fotografie uit de Burgeroorlog door Dr. R.B. Bontecou. Geschreven door Dr. Stanley B. Burns, uitgegeven door Burns Archive Press. Deze foto toont G. Porubsky, Co B. 46th NY volunteer die een snee in het opperarmbeen laat zien. Deze foto uit Bontecou’s lesalbum toont de ingetekende vermoedelijke weg van de kogel. Bontecou’s operatie van het verwijderen van bot in de bovenarm liet de patiënt achter met een onbruikbaar ledemaat. Velen werden geamputeerd in het antiseptische tijdperk van de jaren 1880.
De pogingen om medische foto’s te publiceren in anatomische leerboeken kenden weinig succes in de beginjaren van de fotografie. Het gebrek aan textuur- en tonale variatie maakte de foto’s moeilijk te interpreteren. Dit kan te wijten zijn geweest aan de spectrale gevoeligheid van vroege materialen voor blauw, violet en ultraviolet licht. Hierdoor werden de andere tinten gegroepeerd en als vergelijkbare zwarttinten weergegeven. Orthochromatische platen kwamen pas in 1883 op de markt en zelfs toen konden alleen de blauwe, de groene en de gele tinten worden onderscheiden. In 1861 publiceerde Nicolaus Rüdinger Atlas des peripherischen Nervensystems des menchlichen Körpers, Cotta’schen, met behulp van foto’s van Joseph Albert van bevroren coupes. De foto’s moesten worden geretoucheerd om de structuren duidelijk te maken. Sterofotografie werd interessant als een manier om een driedimensionale kwaliteit toe te voegen aan het tonen van de ruimtelijke relaties van de grove anatomie en klinische casestudies. Tussen 1894-1900 produceerde Albert Neisser uit Leipzig een stereo-atlas van anatomie en pathologie. David Waterston publiceerde in 1905 een set stereokaarten voor gebruik in een stereokijker. De kaarten toonden gelabelde dissecties, beschrijvende labels en werden verpakt met de stereo-kijker.
Er werden al in 1883 pogingen gedaan om binnenin het lichaam te fotograferen. Emil Behnke gebruikte een kooldraadlamp, lenzen en reflectoren om menselijke stembanden te fotograferen met belichtingen van ¼ seconde. Walter Woodbury publiceerde in 1890 een “fotogastroscoop” die foto’s van het inwendige van de maag liet zien en Max Nitze publiceerde in 1894 foto’s van de blaas met behulp van een cystoscoop.
In 1870 hadden Maury en Duhring een tijdschrift opgericht dat gebaseerd was op het gebruik van medische fotografie. The Photographic Review of Medicine and Surgery, gepubliceerd door Lippincott in Philadelphia, VS, verschafte casestudies en voor-en-na foto’s. De meeste grote centra voor medisch onderwijs hadden rond 1900 de fotografie ingevoerd als documentatie- en studiemethode. Veel fotografen waren werkzaam in veelzijdige disciplines zoals radiologie, pathologie en oogheelkunde. Medische fotografie werd een speciaal gebied van de fotografie en in 1931 kwam een groep fotografen die werkzaam waren in de geneeskunde bijeen aan de Yale University in de Verenigde Staten van Amerika om de Biological Photographic Association op te richten, die later de BioCommunications Association Inc. werd. De groep gaf een tijdschrift uit, het Journal of Biological Photography, dat later werd opgenomen in het Journal of BioCommunication. Andere organisaties werden opgericht in Engeland, Scandinavië en Australië. Fotografie speelt vandaag de dag nog steeds een rol in de geneeskunde door documentatie, onderzoek en onderwijs.