カルシウムイメージングは​​、蛍光指示薬または遺伝子組み換えカルシウム指示薬（GECI）を用いて、細胞内遊離カルシウムの動態をリアルタイムでモニタリングする手法です。カルシウム濃度の変化は蛍光強度または発光波長を変化させ、これを顕微鏡システムで記録することができます。代表的な応用例としては、神経科学における神経活動やシナプス伝達のモニタリング、心筋細胞におけるカルシウム動態の解析、細胞シグナル伝達経路の研究、カルシウムチャネルの薬理学的調節の評価などが挙げられます。

通常数十ミリ秒から数百ミリ秒の時間スケールで発生するこれらの急速なカルシウム過渡現象を捉えるには、超高時間分解能、小さなΔF/F変化を検出するための高感度、優れた信号対雑音比、および長時間の記録中の光毒性を最小限に抑えるための光安定性を備えたイメージングシステムが必要となる。