Le contraste optique endogène des tissus biologiques porte des informations anatomiques et fonctionnelles riches. En effet, lors de sa pénétration dans les tissus, la lumière interagit (par absorption et diffusion) avec différents chromophores tels que l’hémoglobine (forme oxy et desoxy), l’eau, les lipides, dont la concentration et ses variations temporelles traduisent respectivement la composition du tissus et l'activation de processus métaboliques. Cependant, les tissus biologiques sont diffusant pour la lumière. Ce phénomène limite l'utilisation de la microscopie optique à des profondeurs de pénétration inférieure à 1 mm. Pour extraire le contraste optique en profondeur dans les tissus, plusieurs méthodes d'imagerie ont été mises au point. Nous présenterons en parallèle ici deux approches émergentes pour des applications in vivo : la tomographie optique diffuse résolue en temps et l'imagerie photo-acoustique. Ces méthodes prometteuses s'appuient sur des acquisitions tomographiques pour reconstruire le contraste optique en régime diffusif et peuvent discriminer différents chromophores par leur signature spectrale en sondant les tissus à plusieurs longueurs d'onde dans le proche infrarouge. Nous comparerons brièvement dans cet exposé leur principe physique, leur contraste et résolution, et discuterons leurs régimes d'applications biomédicales.