生物组织内光传输的特性参数与组织的生理和病理状态有关，因此了解生物组织的光学特性参数，监测组织的生理状态和组织结构，血糖和血氧饱和度的检测、癌症的早期诊断的研究都有重要的理论和实际意义。在确定光学特性的基础上，预测光在组织中的空间分布可以为光动力学治疗、激光诱导间质热疗法、心肌血运重建术、医学成像等激光临床应用中激光参数的选择提供理论和实验依据。 本论文从激光在生物组织体内的传输模型出发，开展生物组织光学特性参数测量的理论和实验研究。本文首先回顾了生物组织光学特性的基本参数和光在组织内的传输模型，为光学参数测量的实验研究及理论计算做了铺垫；接着介绍组织光学特性参数的测量装置及计算方法，并详细阐述了利用积分球技术及反向倍加法测量混浊介质光学特性的理论基础。利用带积分球系统的分光光度计及反向倍增算法测量了猪心肌组织、人结肠及结肠腺癌组织、人胃组织及不同类胃癌(腺癌、鳞癌、未分化癌)的对可见及近红外光波长范围光的光学特性参数。对比研究发现，正常与癌变的人肠胃组织的光学特性参数有显著不同；组织在热辐射后光学特性明显改变；不同类型的癌变，胃腺癌、胃鳞癌及未分化胃癌组织的光学特性存在显著差异。研究结果表明癌变后组织的光学特性有所改变，这有望作为光学诊断的依据。最后我们在组织光学参数无损测量上做了初步的理论研究，提出一种通过CCD测量大块组织的漫反射成像，利用人工智能神经网络算法从漫反射成像中反演出生物组织的光学特性参数。