Niemal każdy proces komórkowy w organizmie uzależniony jest od przestrzennej organizacji tkanek, w których zachodzi. Liczne odmiany mikroskopii fluorescencyjnej umożliwiają zbadanie zależności pomiędzy strukturą i funkcją na poziomie komórkowym. Jednakże z powodu naturalnej budowy tkanek, których komponenty uniemożliwiają przenikanie światła do głębszych ich warstw, dotychczasowy zakres obserwacji mikroskopowych był ograniczony do dziesiątek mikrometrów w głąb narządu.