光生物学（photobiology）是研究光与生物相互关系的科学，是生物学、化学、物理学等学科相互交叉、相互渗透形成的学科。其基本任务是阐明光作为一个环境信息如何作用于生物有机体，以及生物产生对光反应的机理。

光生物学的研究内容十分广泛，主要有：（1）光技术和光生物学的实验方法；（2）生物光谱学；（3）光化学，研究由于光的作用而具有激发态电子的生物大分子及其反应；（4）光敏化作用，研究生物体吸收光的敏化剂及其对生物体产生的影响；（5）环境光生物学，检验一些光生物学过程和它们与整个生态系统的关系；（6）光医学，研究皮肤的光学特性、日光对皮肤的有害反应和有益效应、光的间接效应等；（7）生物钟，对机体如何按照一天内的时间调节其功能以及对机体自然产生的周期性变化；（8）网膜外的光感受，研究光如何作为一种信号刺激或触发物而起作用的；（9）视觉，研究眼是怎样把感觉信息从光形式转换成电信号并送到脑的；（10）光形态建成，研究光信号是如何在宏观水平、亚细胞及分子水平调节着有机体的结构和形态的改变；（11）光运动，研究一个生物的整体或部分的空间位移是如何由光来调节的；（12）光合作用，研究生物体如何将光能转变成稳定的化学能及生物能的；（13）生物发光及其机制。