叶绿素荧光的变化反映了光化学效率和热耗散能力的变化, 可以用于反映植物光合作用机理和光合生理状况。叶绿素荧光成像能够无损、高通量分析样品不同区域的荧光动力学分布变化，叶绿素荧光显微成像又将研究尺度进一步拓展到细胞、亚细胞水平。目前，叶绿素荧光显微成像技术的应用，已使得样品的微观结构光合功能空间差异方面的研究取得了进展，例如猕猴桃叶片横截面栅栏组织与海绵组织、玉米花环结构中维管束鞘细胞与叶肉细胞的光合功能与光保护差异等。