Cercetătorii și-au dat seama rapid de meritele fotografiei datorită capacității sale percepute de a prezenta o imagine obiectivă a ceea ce se vedea. Acest lucru a rezolvat o problemă de reprezentare a artiștilor, cărora li se cerea să realizeze ilustrații doar din descrieri sau puternic influențate de interpretarea medicilor și chirurgilor. Prima aplicație a fotografiei în medicină apare în 1840, când Alfred François Donné de la Spitalul Charité din Paris a fotografiat secțiuni de oase și dinți. El a început să realizeze dagherotipuri prin intermediul unui microscop. Donné a publicat gravuri realizate după fotografii de către elevul său Léon Foucault. Hugh Welch Diamond, medic și membru fondator al Societății Regale de Fotografie, a folosit fotografia ca instrument în medicină, în special în domeniul bolilor mintale. În 1852, lucra în secția pentru femei a azilului Surrey County Asylum din Twickenham, unde a încercat să creeze un catalog al semnelor vizuale ale nebuniei prin fotografierea pacientelor și organizarea fotografiilor în funcție de simptome. Guillaume-Benjamin Duchenne de Boulogne a început să fotografieze deținuții din spitalul de boli mintale Salpêtrière din Paris în 1856. El a conceput o metodă de activare a mușchilor individuali ai feței prin stimulare electronică. Cu ajutorul lui Adrien Tournachon, fratele lui Felix Nadar, a fotografiat expresiile faciale și, la un moment dat, a enumerat 53 de emoții care puteau fi identificate pe baza acțiunii musculare. Lucrarea sa a fost publicată în 1862 în Mécanisme de la physionomie humaine în ceea ce a fost cea mai remarcabilă dintre toate cărțile ilustrate fotografic din știința medicală înainte de 1900.
G.-B. Duchanne de Boulogne, planșa sinoptică 4 din Le Mécanisme de la Physionomie Humaine. 1862, tipar albuminos. În rândul de sus și în cele două rânduri de jos, pacienți cu expresii diferite de o parte și de alta a feței
Dr. Jean-Martin Charcot, student al lui Duchenne de Boulogne, credea, ca și Diamond, că fotografiile vor juca un rol important în diagnosticarea și tratamentul pacienților. O unitate de fotografie medicală a fost înființată la spitalul Salpêtrière din Paris în 1878 de către Charcot. Acesta l-a angajat pe Albert Londe, care a lucrat la Salpêtrière sub supravegherea lui Charcot. Londe urma nu numai să facă fotografii, ci și să creeze noi aparate pentru înregistrarea semnelor și simptomelor. Charcot a început să publice Nouvelle iconographie de la Salpêtriere în 1888, care folosea fotografii pentru a arăta prezentările clinice ale cazurilor de la Salpêtrière. Londe a publicat o referință majoră privind practica fotografiei medicale La Photographie médicale. în 1893. Londe a dezvoltat o metodă sistematică de fotografiere a pacienților în vederi fixe care ținea cont de adâncimea câmpului și de distorsiunea cauzată de designul obiectivului și de distanța dintre obiectiv și subiect.
Exista un interes tot mai mare pentru culturile și popoarele din regiuni îndepărtate ale globului, iar fotografia a fost o modalitate de a le supune studiului, în special atunci când a fost combinată cu influențele studiului frenologiei și a lucrărilor lui Darwin privind selecția naturală. În 1850, Joseph T. Zealy (1812-93) a fost însărcinat de Louis Agassiz să realizeze dagherotipuri ale muncitorilor de pe plantațiile de origine africană din sudul Statelor Unite ale Americii. Fotografiile au fost concepute ca documentație științifică pentru a susține teoriile etnologiei. Carl Damman a publicat o colecție de fotografii ale diferitelor grupuri etnice în Anthropologisch-ethnographisches Album in Photographien. iar în același an, William Marshall a publicat A phrenologist among the Todas, or the Study of a Primitive Tribe in South India. Istorie, caracter, obiceiuri, religie, infanticid, poliandrie, limbă. Thomas Huxley a stabilit un sistem de fotografiere a corpului uman cu vederi fixe care includea o tijă de dimensiuni cunoscute pentru a face măsurători. Francis Galton credea că este posibilă organizarea sistematică a trăsăturilor de atribute ereditare, intelectuale, morale și fizice în raport cu familiile, grupurile, clasele și tipurile rasiale. El credea că atributele mentale pot fi măsurate prin studierea atributelor fizice. Într-un efort de a identifica și grupa caracteristicile, el a realizat compuneri de până la două sute de fotografii pentru a crea un exemplu de fizionomie universală a unui grup sau tip.
Dr. Reed B. Bontecou, medic și soldat din New York, a dus aparatul foto în Războiul Civil American (1861-1865) și a fotografiat soldații răniți, precum și a documentat tratamentele, operațiile și condițiile de muncă ale medicului. Albumele soldaților răniți din Războiul Civil American tratați și fotografiați de Bontecou au apărut în numeroase expoziții, multe dintre imagini au fost expuse la Metropolitan Museum of Art în cadrul expoziției Photography and the American Civil War. Cartea Burns Archive Press Shooting Soldiers: Civil War Medical Photography By Reed B. Bonteco, conține o mare selecție a acestor fotografii și o istorie a lui Bontecou.
Fotografie din cartea, Shooting Soldiers: Civil War Medical Photography, de Dr. R. B. Bontecou. Scrisă de Dr. Stanley B. Burns, publicată de Burns Archive Press. Această fotografie îl înfățișează pe G. Porubsky, Co B. 46th NY volunteer care prezintă o excizie a humerusului. Această fotografie din albumul didactic al lui Bontecou arată traseul presupus trasat al glonțului. Operația lui Bontecou de îndepărtare a osului de la nivelul brațului l-a lăsat pe pacient cu un membru inutilizabil. Mulți au fost amputați în epoca antiseptică a anilor 1880.
Tentativele de a publica fotografii medicale în manualele de anatomie au avut un succes limitat în primii ani ai fotografiei. Lipsa variației texturale și tonale a făcut ca fotografiile să fie dificil de interpretat. Este posibil ca acest lucru să se fi datorat sensibilității spectrale a primelor materiale la lumina albastră, violetă și ultra-violetă. Acest lucru a grupat celelalte tonuri și le-a redat ca fiind nuanțe similare de negru. Plăcile ortocromatice au devenit disponibile în comerț abia în 1883 și chiar și atunci procesul permitea separarea doar a culorilor albastru, verde și galben. În 1861, Nicolaus Rüdinger a publicat Atlas des peripherischen Nervensystems des menchlichen Körpers, Cotta’schen, folosind fotografii realizate de Joseph Albert din secțiuni congelate. Fotografiile au trebuit să fie retușate pentru a face structurile evidente. Stereofotografia a devenit interesantă ca o modalitate de a adăuga o calitate tridimensională pentru a arăta relațiile spațiale ale anatomiei grosiere și ale studiilor de caz clinic. Între 1894-1900, Albert Neisser din Leipzig a realizat un atlas stereo de anatomie și patologie. David Waterston a publicat în 1905 un set de carduri stereo pentru a fi utilizate într-un aparat de vizualizare stereo. Cardurile prezentau disecții etichetate, etichete descriptive și veneau la pachet cu vizorul stereoscopic.
Au existat încercări de a fotografia interiorul corpului încă din 1883. Emil Behnke a folosit o lampă cu arc de carbon, lentile și reflectoare pentru a fotografia corzile vocale umane la expuneri de ¼ de secundă. Walter Woodbury a publicat în 1890 un „fotogastroscop” care arăta imagini din interiorul stomacului, iar în 1894, Max Nitze a publicat fotografii ale vezicii urinare folosind un cistoscop.
Până în 1870, Maury și Duhring au înființat o revistă bazată pe utilizarea fotografiei medicale, The Photographic Review of Medicine and Surgery, publicată de Lippincott în Philadelphia, SUA, care oferea studii de caz și fotografii înainte și după. Majoritatea centrelor majore de educație medicală adoptaseră fotografia ca metodă de documentare și studiu până în anii 1900. Mulți fotografi lucrau în discipline cu multiple fațete, de la radiologie, patologie și oftalmologie. Fotografia medicală a devenit un domeniu special al fotografiei, iar în 1931 un grup de fotografi care lucrau în medicină s-a reunit la Universitatea Yale din Statele Unite ale Americii pentru a forma Asociația fotografică biologică, care mai târziu a devenit BioCommunications Association Inc. Grupul a publicat o revistă: Journal of Biological Photography, care a fost ulterior încorporată în Journal of BioCommunication. Alte organizații s-au format în Anglia, Scandinavia și Australia. Fotografia continuă și astăzi să joace un rol în medicină prin documentare, cercetare și educație.
.