Vetenskapsmännen insåg snabbt fotografins förtjänster på grund av dess förmåga att ge en objektiv bild av det man såg. Detta löste ett problem med representation av konstnärer som ombads att producera illustrationer endast utifrån beskrivningar eller starkt påverkade av läkarnas och kirurgernas tolkningar. Den första tillämpningen av fotografi inom medicinen dök upp 1840 när Alfred François Donné vid Charité-sjukhuset i Paris fotograferade sektioner av ben och tänder. Han började göra daguerreotypier genom ett mikroskop. Donné publicerade gravyrer som hans elev Léon Foucault gjort från fotografier. Hugh Welch Diamond, läkare och grundare av Royal Photographic Society, använde fotografi som ett verktyg inom medicinen, särskilt när det gällde psykiska sjukdomar. Han arbetade på kvinnoavdelningen på Surrey County Asylum i Twickenham 1852, där han försökte skapa en katalog över visuella tecken på sinnessjukdom genom att fotografera patienterna och organisera fotografierna efter symptom. Guillaume-Benjamin Duchenne de Boulogne började fotografera de intagna på mentalsjukhuset Salpêtrière i Paris 1856. Han utarbetade en metod för att aktivera enskilda muskler i ansiktet genom elektronisk stimulering. Med hjälp av Adrien Tournachon, bror till Felix Nadar, fotograferade han ansiktsuttryck och vid ett tillfälle listade han 53 känslor som kunde identifieras utifrån muskelaktiviteten. Hans arbete publicerades 1862 i Mécanisme de la physionomie humaine i vad som var den mest anmärkningsvärda av alla fotografiskt illustrerade böcker inom medicinsk vetenskap före 1900.
G.-B. Duchanne de Boulogne, synoptisk tavla 4 från Le Mécanisme de la Physionomie Humaine. 1862, albumenprint. I den övre raden och de två nedre raderna, patienter med olika uttryck på vardera sidan av ansiktet
Dr Jean-Martin Charcot, som var elev till Duchenne de Boulogne, trodde liksom Diamond att fotografier skulle spela en viktig roll för diagnostik och behandling av patienter. Charcot inrättade 1878 en medicinsk fotografienhet på sjukhuset Salpêtrière i Paris. Han anställde Albert Londe som arbetade på Salpêtrière under Charcots överinseende. Londe skulle inte bara göra fotografier utan även skapa nya apparater för att registrera tecken och symtom. Charcot började publicera Nouvelle iconographie de la Salpêtriere 1888 som använde fotografier för att visa kliniska presentationer av fall vid Salpêtrière. Londe publicerade 1893 en viktig referens om utövandet av medicinska fotografier La Photographie médicale. Londe utvecklade en systematisk metod för att fotografera patienter i fasta vyer som tog hänsyn till skärpedjup och förvrängning orsakad av objektivets utformning och avståndet mellan objektivet och motivet.
Det fanns ett växande intresse för kulturer och folk i avlägsna delar av jordklotet och fotografering var ett sätt att placera dem under studie, särskilt när det kombinerades med influenser från studiet av frenologi och Darwins arbete om naturligt urval. År 1850 fick Joseph T. Zealy (1812-93) i uppdrag av Louis Agassiz att göra daguerreotypier av plantagearbetare av afrikanskt ursprung i södra USA. Bilderna var avsedda som vetenskaplig dokumentation för att stödja etnologiska teorier. Carl Damman publicerade en samling fotografier av olika etniska grupper i Anthropologisch-ethnographisches Album in Photographien. och samma år publicerade William Marshall A phrenologist among the Todas, or the Study of a Primitive Tribe in South India. Historia, karaktär, seder, religion, barnamord, månggifte, språk. Thomas Huxley etablerade ett system för att fotografera människokroppen med fasta vyer som inkluderade en stav med kända dimensioner för att göra mätningar. Francis Galton trodde att det var möjligt att systematiskt organisera drag av ärftliga egenskaper, intellektuella, moraliska och fysiska med avseende på familjer, grupper, klasser och rastyper. Han trodde att mentala egenskaper kunde mätas genom att studera fysiska egenskaper. I ett försök att identifiera och gruppera egenskaper gjorde han kompositer av upp till tvåhundra fotografier för att skapa ett universellt fysiognomiskt exempel på en grupp eller typ.
Dr Reed B. Bontecou, läkare och soldat från New York, tog med sig kameran till det amerikanska inbördeskriget (1861-1865) och fotograferade sårade soldater samt dokumenterade behandlingar, operationer och läkarens arbetsförhållanden. Albumen med sårade soldater från amerikanska inbördeskriget som behandlades och fotograferades av Bontecou har visats i många utställningar, många av bilderna visades på Metropolitan Museum of Art som en del av utställningen Photography and the American Civil War (Fotografi och amerikanska inbördeskriget). Boken ”Shooting Soldiers” från Burns Archive Press: Civil War Medical Photography By Reed B. Bonteco, innehåller ett stort urval av dessa fotografier och en historia om Bontecou.
Foto från boken Shooting Soldiers: Civil War Medical Photography av Dr. R. B. Bontecou. Skriven av Dr Stanley B. Burns, utgiven av Burns Archive Press. Fotografiet föreställer G. Porubsky, Co B. 46th NY volunteer som visar en excision av överarmsbenet. Det här fotografiet från Bontecous undervisningsalbum visar den dragna misstänkta kulans väg. Bontecous operation med avlägsnande av benet i överarmen lämnade patienten med en värdelös lem. Många amputerades under den antiseptiska eran på 1880-talet.
Försök att publicera medicinska fotografier i anatomiläroböcker möttes av begränsad framgång under fotografins första år. Bristen på textur- och tonvariationer gjorde fotografierna svåra att tolka. Detta kan ha berott på de tidiga materialens spektrala känslighet för blått, violett och ultraviolett ljus. Detta grupperade de andra tonerna tillsammans och gjorde dem till liknande nyanser av svart. Ortokromatiska plåtar blev inte kommersiellt tillgängliga förrän 1883, och även då kunde man bara separera de blå, gröna och gula färgerna. År 1861 publicerade Nicolaus Rüdinger Atlas des peripherischen Nervensystems des menchlichen Körpers, Cotta’schen, med hjälp av fotografier av Joseph Albert av frysta sektioner. Fotografierna måste retuscheras för att strukturerna skulle bli tydliga. Sterofotografi blev intressant som ett sätt att lägga till en tredimensionell kvalitet för att visa de rumsliga förhållandena i grov anatomi och kliniska fallstudier. Mellan 1894-1900 producerade Albert Neisser i Leipzig en stereoatlas över anatomi och patologi. David Waterston publicerade 1905 en uppsättning stereokort som skulle användas i en stereobesökare. Korten visade märkta dissektioner, beskrivande etiketter och kom förpackade med den stereoskopiska tittaren.
Det gjordes försök att fotografera inuti kroppen så tidigt som 1883. Emil Behnke använde en kolbågslampa, linser och reflektorer för att fotografera mänskliga stämband med exponeringar på ¼ sekund. Walter Woodbury hade 1890 publicerat ett ”fotogastroskop” som visade bilder av magens inre och 1894 publicerade Max Nitze fotografier av blåsan med hjälp av ett cystoskop.
För 1870 hade Maury och Duhring upprättat en tidskrift som byggde på användningen av medicinska fotografier, The Photographic Review of Medicine and Surgery, som gavs ut av Lippincott i Philadelphia, USA, och som innehöll fallstudier och fotografier före och efter. De flesta större centra för medicinsk utbildning hade infört fotografi som en metod för dokumentation och studier på 1900-talet. Många fotografer arbetade inom mångfacetterade discipliner från radiologi, patologi och oftalmologi. Medicinsk fotografi blev ett särskilt område inom fotografi och 1931 samlades en grupp fotografer som arbetade inom medicin vid Yale University i USA för att bilda Biological Photographic Association, som senare blev BioCommunications Association Inc. Gruppen publicerade en tidskrift, Journal of Biological Photography, som senare införlivades i Journal of BioCommunication. Andra organisationer bildades i England, Skandinavien och Australien. Fotografin fortsätter i dag att spela en roll inom medicinen genom dokumentation, forskning och utbildning.