生物医学光学与光子学是光电子器件与系统教育部重点实验室的重要研究方向之一。自20世纪90年代起，“生物光子学”开始被人们广泛接收，并逐渐形成学科研究方向，随着研究的不断深入，逐渐融合纳米技术、光学工程、生物医学、物理学等学科，形成“生物医学光学与光子学”新型交叉研究领域。目前领域内的研究者们主要围绕可服务于临床医学的光学成像技术及方法展开研究，在亚细胞层次探索生命科学问题。团队主要围绕三个方向开展研究：（1）生物医学光学成像；（2）纳米生物光子学技术；（3）光学诊疗及仪器。

本研究方向现有全职教师22人，其中国家杰青2人、国家优青1人、深圳市鹏城学者1人、深圳大学优秀学者2人。本研究方向建设有广东省“生物光子学”粤港联合研究中心、广东省自然科学基金“纳米生物光子学”创新研究团队。近五年，主持科研项目国家级61项、省部级10余项、市级10余项，合计经费约9200万元；Nature Photonics、Nature Communications, Chemical Reviews、Chemical Society Reviews、Advanced Materials国际著名期刊上发表SCI论文520多篇，包括Nature和Cell子刊5篇。授权发明专利32项。