脑成像技术是生物医学工程学研究的热点。现有传统脑成像手段，如X射线成像(X-ray)、磁共振成像(MRI)等已发展成熟，广泛应用于科学研究和临床诊疗。然而这些成像技术大多具有侵入性、设备体积庞大、成像成本高昂等局限性，且难以适用于特殊人群，如新生儿。该文介绍了几种可用于脑成像的微观光学分子成像模态，这些方法大多无创、成本较低且性能优异，具有广阔的发展前景。在给出了它们的成像原理、系统组成以及关键技术后，总结了已有的研究成果和现阶段研究进展。最后，通过列举和比较这几种成像模态的优缺点讨论了脑成像技术未来的发展方向。