На спектрофотометричних дослідженнях базуються сучасні методи біомедичної діагностики: пульсоксиметрія, лазерна допплерівська флоуметрія, лазерна дифузійна томографія, оптична мамографія, когерентна оптична томографія, лазерна флуоресцентна діагностика, а також методи, що використовуються для визначення вмісту жиру в тканинах, холестерину, каротиноїдів, цукру в крові та ін.. Крім прямої діагностики, методи спектрофотометрії досить часто використовуються для оцінки ефективності низькоінтенсивного лазерного впливу в режимі реального часу.