Naukowcy szybko zdali sobie sprawę z zalet fotografii ze względu na jej postrzeganą zdolność do przedstawienia obiektywnego obrazu tego, co było widziane. To rozwiązało problem reprezentacji przez artystów, którzy zostali poproszeni o tworzenie ilustracji tylko z opisu lub pod dużym wpływem interpretacji lekarzy i chirurgów. Pierwsze zastosowanie fotografii w medycynie pojawia się w 1840 roku, kiedy Alfred François Donné ze Szpitala Charité w Paryżu sfotografował przekroje kości i zębów. Zaczął on wykonywać dagerotypy przez mikroskop. Donné opublikował ryciny wykonane z fotografii przez swojego ucznia Léona Foucaulta. Hugh Welch Diamond, lekarz i członek-założyciel Królewskiego Towarzystwa Fotograficznego, wykorzystywał fotografię jako narzędzie w medycynie, szczególnie w dziedzinie chorób psychicznych. W 1852 roku pracował w kobiecym oddziale Surrey County Asylum w Twickenham, gdzie próbował stworzyć katalog wizualnych oznak szaleństwa, fotografując pacjentów i porządkując zdjęcia według objawów. Guillaume-Benjamin Duchenne de Boulogne rozpoczął fotografowanie więźniów w paryskim szpitalu psychiatrycznym Salpêtrière w 1856 roku. Opracował on metodę aktywacji poszczególnych mięśni twarzy poprzez stymulację elektroniczną. Z pomocą Adriena Tournachona, brata Felixa Nadara, sfotografował wyrazy twarzy i w pewnym momencie sporządził listę 53 emocji, które można było zidentyfikować na podstawie działania mięśni. Jego praca została opublikowana w 1862 roku w Mécanisme de la physionomie humaine w tym, co było najbardziej niezwykłe ze wszystkich fotograficznie ilustrowanych książek w naukach medycznych przed 1900 rokiem.
G.-B. Duchanne de Boulogne, Tablica synoptyczna 4 z Le Mécanisme de la Physionomie Humaine. 1862, odbitka albuminowa. W górnym rzędzie i dwóch dolnych rzędach pacjenci z różnymi wyrazami twarzy
Dr Jean-Martin Charcot, uczeń Duchenne’a de Boulogne’a, podobnie jak Diamond wierzył, że fotografie odegrają znaczącą rolę w diagnozowaniu i leczeniu pacjentów. Jednostka fotografii medycznej została założona w szpitalu Salpêtrière w Paryżu w 1878 roku przez Charcota. Zatrudnił on Alberta Londe, który pracował w Salpêtrière pod nadzorem Charcota. Londe miał nie tylko robić zdjęcia, ale stworzyć nową aparaturę do rejestrowania oznak i objawów. Charcot rozpoczął publikację Nouvelle iconographie de la Salpêtriere w 1888 roku, która wykorzystywała fotografie do pokazania prezentacji klinicznych przypadków w Salpêtrière. Londe opublikował główne odniesienie do praktyki fotografii medycznej La Photographie médicale. w 1893 roku. Londe opracował systematyczną metodę fotografowania pacjentów w stałych widokach, które uwzględniały głębię ostrości i zniekształcenia spowodowane konstrukcją obiektywu i odległością obiektywu od przedmiotu.
Wzrastało zainteresowanie kulturami i ludami w odległych regionach globu, a fotografia była sposobem na umieszczenie ich w badaniu, zwłaszcza w połączeniu z wpływami z badań frenologii i pracy Darwina na temat doboru naturalnego. W 1850 roku Joseph T. Zealy (1812-93) otrzymał od Louisa Agassiza zlecenie na wykonanie dagerotypów pracowników plantacji pochodzenia afrykańskiego w południowych Stanach Zjednoczonych Ameryki. Zdjęcia te miały stanowić naukową dokumentację dla poparcia teorii etnologicznych. Carl Damman opublikował zbiór fotografii różnych grup etnicznych w Anthropologisch-ethnographisches Album in Photographien. a w tym samym roku William Marshall opublikował A phrenologist amongst the Todas, or the Study of a Primitive Tribe in South India. History, Character, Customs, Religion, Infanticide, Polyandry, Language. Thomas Huxley ustanowił system fotografowania ludzkiego ciała z ustalonych widoków, które zawierały pręt o znanym wymiarze, aby dokonać pomiarów. Francis Galton wierzył, że możliwe jest systematyczne porządkowanie cech dziedziczonych atrybutów, intelektualnych, moralnych i fizycznych w odniesieniu do rodzin, grup, klas i typów rasowych. Wierzył, że atrybuty umysłowe mogą być mierzone poprzez badanie atrybutów fizycznych. W dążeniu do identyfikacji i grupowania cech, wykonał kompozyty do dwustu fotografii, aby stworzyć uniwersalny przykład fizjonomii grupy lub type.
Dr Reed B. Bontecou, lekarz i żołnierz z Nowego Jorku, zabrał aparat do amerykańskiej wojny secesyjnej (1861-1865) i sfotografował rannych żołnierzy, a także dokumentował zabiegi, operacje i warunki pracy lekarza. Albumy rannych żołnierzy amerykańskiej wojny domowej leczonych i fotografowanych przez Bontecou pojawiły się na licznych wystawach, wiele z tych zdjęć było prezentowanych w Metropolitan Museum of Art w ramach wystawy Photography and the American Civil War. Książka Burns Archive Press zatytułowana Shooting Soldiers: Civil War Medical Photography By Reed B. Bonteco, zawiera duży wybór tych fotografii oraz historię Bontecou.
Zdjęcie z książki, Shooting Soldiers: Civil War Medical Photography autorstwa Dr. R. B. Bontecou. Napisana przez Dr. Stanley B. Burns, wydana przez Burns Archive Press. Fotografia przedstawia G. Porubsky’ego, Co B. 46th NY volunteer pokazującego wycięcie kości ramiennej. Ta fotografia z albumu dydaktycznego Bontecou pokazuje narysowaną podejrzaną drogę pocisku. Operacja Bontecou polegająca na usunięciu kości w górnej części ramienia pozostawiała pacjenta z bezużyteczną kończyną. Wiele z nich zostało amputowanych w erze antyseptycznej lat osiemdziesiątych XIX wieku.
Próby publikacji fotografii medycznych w podręcznikach anatomii spotkały się z ograniczonym sukcesem we wczesnych latach fotografii. Brak zróżnicowania teksturalnego i tonalnego utrudniał interpretację zdjęć. Mogło to wynikać z wrażliwości spektralnej wczesnych materiałów na światło niebieskie, fioletowe i ultrafioletowe. Powodowało to grupowanie pozostałych tonów i przedstawianie ich jako podobnych odcieni czerni. Płyty ortochromatyczne stały się komercyjnie dostępne dopiero w 1883 roku i nawet wtedy proces ten pozwalał na rozdzielenie tylko błękitów, zieleni i żółci. W 1861 roku Nicolaus Rüdinger opublikował Atlas des peripherischen Nervensystems des menchlichen Körpers, Cotta’schen, wykorzystując fotografie Joseph’a Albert’a z zamrożonych sekcji. Fotografie te musiały być retuszowane, aby struktury były widoczne. Sterofotografia stała się interesująca jako sposób na dodanie trójwymiarowej jakości do pokazania relacji przestrzennych anatomii brutto i studiów przypadków klinicznych. W latach 1894-1900 Albert Neisser z Lipska stworzył stereoskopowy atlas anatomii i patologii. David Waterston opublikował w 1905 roku zestaw kart stereoskopowych do wykorzystania w stereoprzeglądarkach. Karty pokazywały oznakowane sekcje, etykiety opisowe i były dostarczane w pakiecie z przeglądarką stereoskopową.
Próbowano fotografować wnętrze ciała już w 1883 roku. Emil Behnke użył węglowej lampy łukowej, soczewek i reflektorów do sfotografowania ludzkich strun głosowych przy ekspozycji ¼ sekundy. Walter Woodbury opublikował w 1890 roku „fotogastroskop”, który pokazywał zdjęcia wnętrza żołądka, a w 1894 roku Max Nitze opublikował zdjęcia pęcherza moczowego za pomocą cystoskopu.
Do 1870 roku Maury i Duhring założyli czasopismo oparte na wykorzystaniu fotografii medycznej, The Photographic Review of Medicine and Surgery, wydawane przez Lippincott w Filadelfii, USA dostarczało opisy przypadków oraz zdjęcia przed i po. Do 1900 roku większość głównych ośrodków edukacji medycznej zaadoptowała fotografię jako metodę dokumentacji i studiowania. Wielu fotografów pracowało w wielu dyscyplinach, od radiologii, patologii i okulistyki. Fotografia medyczna stała się specjalną dziedziną fotografii i w 1931 roku grupa fotografów pracujących w medycynie zebrała się na Uniwersytecie Yale w Stanach Zjednoczonych Ameryki, aby utworzyć Biological Photographic Association, które później przekształciło się w BioCommunications Association Inc. Grupa ta wydawała czasopismo: Journal of Biological Photography, które później zostało włączone do Journal of BioCommunication. Inne organizacje powstały w Anglii, Skandynawii i Australii. Fotografia nadal dziś odgrywa rolę w medycynie poprzez dokumentację, badania i edukację.
.