光学成像在生物医学领域具有广泛的应用，可以实现生理过程的可视化并有助于疾病的诊断和治疗。还可以用来监测人体病变部位的生理过程，为后续的治疗提供指导。理想的生物成像是实时的、非侵入性的、深度可指定且高对比的。

它可以分为两大类。在第一类中，需要额外的光来激发，即所谓的荧光或光致发光。其最大的优点是荧光成像信号强。另一类是非激发光技术，其代表有化学发光、生物发光和余辉成像等。此类发光中，激发源已被内部能量供体取代。因此无需依赖实时激发即可获得发光信号，有效消除了自发光干扰，实现了高灵敏度的无背景成像。由此产生的光信号还可用于替代其他应用中的原始激发光，例如光声成像（PAI）和光热疗法（PTT），或开发用于监测前药释放的新应用，显示免疫细胞活性等。

化学发光，顾名思义，在发光的过程中涉及到了化学反应，通常是氧化还原反应，发光底物受到氧化，生成不稳定的中间态，发射光子后回到基态。如鲁米诺、过氧草酸酯等。生物发光广泛存在于自然界中,例如：海洋生物、昆虫、真菌等。可以被认定为化学发光的一种特殊情况。该过程涉及荧光素（发光化合物）经荧光素酶催化的氧化还原反应。除了天然的荧光素/荧光素酶，为了提高亮度、增强穿透性和提高渗透等目的，目前已经开发了多款合成荧光素/荧光素酶。上述两种反应的氧化物，通常由细胞中的一些组分充当。余辉发光，或称持久发光，可以追溯到17世纪初，余辉发光与上述两种类型的发光之间的主要区别在于发光的能量来源。正因为如此，余辉发光的成像效果不受细胞环境的干扰。

近年来，化学发光成像、生物发光成像、余辉成像等非激发光源成像技术因其应用中不存在激发光干扰、具有高灵敏度、高信噪比等优点而受到广泛关注。本篇综述中，介绍了非激发光源成像的类型、发光和能量转移的机制，以及生物医学成像的应用实例和最新进展。