光聲成像過程通常以在生物組織中發射的短激光脈沖開始，隨著光子傳播到組織中，一些被生物分子吸收（例如，血紅蛋白，DNA-RNA，脂質，水，黑色素和細胞色素）。PAT中的各種吸收機制包括（但不限于）電子吸收，振動吸收，受激拉曼吸收和表面等離子體共振吸收。吸收的光能通常通過激發分子的非輻射弛豫部分或*轉化為熱量，熱感應壓力波作為超聲波在組織中傳播，通過超聲換能器或換能器陣列在組織外部檢測超聲波，以形成映射組織內原始光能沉積的圖像，PAT對光吸收的微小變化具有100％的相對靈敏度，這意味著光吸收系數的給定百分比變化產生PA信號幅度的相同百分比變化。

　　典型光聲成像系統的主要組成部分包括短脈沖激光器（例如，納秒Q開關Nd：YAG激光器），用于有效的寬帶PA信號發生；用于信號檢測的寬帶超聲換能器或換能器陣列；用于信號放大和數字化的數據采集系統；以及用于系統同步，數據收集和圖像形成的計算機。換能器的帶寬應與來自所需深度的小型光學吸收器的PA信號的帶寬相匹配，并且能夠承受組織的頻率依賴性聲學衰減。匹配寬帶檢測可優化信噪比，從而優化檢測靈敏度和軸向分辨率。

　　光聲成像優點

　　（1）使用非電離輻射，是一種無損的醫學成像技術。

　　（2）光聲成像結合了光學成像的高對比度和超聲成像的高分辨率。根據光聲成像技術的原理，它反映的是組織的光吸收分布，對比度高：光學成像解決超聲成像對比度不高，無法有效監測早期腫瘤的問題（血紅細胞的光吸收很強）；成像過程中探測的是超聲信號，成像的分辨率高：光學成像中，光散射使得成像分辨率隨著成像深度大幅降低，生物組織內的超聲散射比光散射弱二至三個兩級，因此對于超過1毫米的深度，超聲成像比光學成像分辨率高。因為生物組織對聲音比對光更透明，所以就散射平均自由程而言，PAT提供了比光學顯微鏡更大的穿透性和可擴展的空間分辨率。

　　（3）光聲成像本身適用于通過內源性對比進行功能，代謝和組織學成像，以及通過外部對比進行分子和細胞成像。

　　（4）光聲成像與其他成像模式互補并兼容，尤其是光學成像和超聲成像。