癌症是一种复杂的异质性疾病，由于细胞生长失控而引起。 一个或一组细胞的基因和表观遗传的变化破坏了正常功能，导致细胞自发、不受控制地生长和增殖。 

成像技术已成为研究癌症生物学的重要工具。 高分辨率成像对于研究导致癌症的基因和细胞信号传导变化必不可少，而活细胞成像则是更深入了解功能和疾病机制的关键。 显微成像技术对于研究不同类型肿瘤细胞之间的空间关系也同样不可或缺。 它们对于理解免疫系统在对抗癌细胞方面的作用也很重要。 对于后者，研究人员运用多色成像技术来加快观察速度。