正如汽車技工或汽車工程師需要了解各種車輛中每個系統的組成一樣，科研人員也需要了解生物有機體的組成，例如動物、植物和微生物。許多層次的生物系統，包括分子成分，支撐著生物體的生存和行為。
看到某物的樣子可以幫助我們理解它是如何工作的，包括在分子水平上。由於分子太小，科學家無法直接看到或操縱它們，因此科學家們使用一系列方法間接地研究它們。科學家可以利用可見光，“規則”光，用特殊染料拍攝分子影象。另一種方法是用強大的顯微鏡製作一幅影象，比如那些使用人眼看不見的波長的顯微鏡，如X射線或紅外線。這些生物分子成像技術，以及其他間接的分子理解方法，對於科學家理解複雜的生物系統至關重要。
生物分子成像事實
- 真菌蛋白可能阻礙某些退行性疾病的形成。這就是阻礙.
- 科學家可以從微小的晶體中破譯蛋白質的三維結構。大約是人類頭髮的一半寬。
- 一種特殊的土壤細菌能產生劇毒的化合物。在不傷害自己的情況下保護自己不受其他生物的傷害。
Doe科學與生物分子表徵和成像科學辦公室
生物分子特徵和成像科學(BCIS)支援兩個主要領域。其中一個領域開發了先進的技術來製作活體植物和微生物系統的影象。生物能研究。這些系統使用可見光和鐳射，並將多種成像方法結合在一起，拍攝出活動的、功能良好的系統圖像。
BCIS的另一個領域開發了基於特殊型別光(包括X光和紫外線)的成像技術來表徵生物分子和系統。這些技術大多位於能源部基礎能源科學支援的設施節目。這些技術使科學家有可能使用一系列間接表徵方法來理解系統的組成和結構，並將其縮小到單個原子。
其他進展使科學家能夠使用電子顯微鏡(EM)來表徵生物分子和系統。一項新的技術，“冷凍-EM”，使科學家能夠創造冷凍儲存的分子，分子系統和細胞的影象，以瞭解他們的三維結構比舊的技術容易得多。
