Till fotobiologin hör studiet av organismernas utnyttjande av ljuset som energikälla (fotosyntesprocessen), vidare hur de genom ljuset skaffar sig information om sin omgivning (synsinnet, fototaxis hos djur och encelliga organismer, fototropism m.m. hos växter och svampar) och hur biologiska rytmer påverkas av ljuset (fotoperiodism). Till den medicinska delen av fotobiologin