生物医学光子成像实验室成立于2004年，为天津大学精密仪器与光电子工程学院生物医学工程系和天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室的重要组成部分，主要从事光与生物组织的相互作用及其建模理论、以及基于先进光子输运理论的在体组织成像与诊断理论、技术和应用研究，包括：在体光学层析成像、先进放射影像、医用光电测量和荧光显微四大方向。具体内容包括：复杂组织光子输运理论与建模方法、扩散光学层析成像技术、荧光分子断层成像技术、在体光-电联合诊断技术、类同轴相衬X光成像技术、光声层析技术和超高分辨荧光显微成像技术等。

近年的研究重点是，基于本研究室业已发展的先进光子输运模型和扩散光学成像理论体系，发展乳腺光学层析成像、小动物定量荧光/光声分子层析成像、介观内窥层析成像、高灵敏近红外脑功能成像和光学/光声/X射线/磁共振多模态影像等应用基础技术。

实验室拥有包括教师、博士/硕士研究生和工程师在内的20多研究人员,装备了先进完备仪器设备，完成或正承担多项国家自然科学基金，科技部863/973计划、天津市科技计划和国际科技合作项目，发表一批高水平学术论文,取得了关键和核心技术专利。实验室与美、日、欧等多国和地区、以及国内相关的生物医学光子学研究机构保持着长期紧密的合作和交流。