Nous abordons dans ce memoire deux methodes d'exploration des tissus biologiques. Premierement nous presenterons une technique spectroscopique invasive d'investigation des tissus cerebraux profonds. Cette technique utilisant des sondes optiques en miniature tire partie de la forte retrodiffusion de la lumiere par les tissus biologiques. Ainsi, l'attenuation lumineuse qu'on mesure experimentallement contient des informations non seulement sur les proprietes de diffusion mais aussi sur les concentrations des chromophores qu'ils contiennent. Le resultat est la posibilite d'envisager la mise en oeuvre d'une methode d'observation directe de certains paramatres hemodynamiques dont la saturation tissulaire en oxygene ou la concentration en hemoglobine totale. Deuxiemement nous presenterons une methode d'imagerie des tissus biologiques en particulier de l'oeil: la tomographie optique coherente. Sa technique tire partie de proprietes de coherence de la lumiere. Ainsi, l'interference constructive des faisceux lumineux provenant de deux bras d'un interferometre de type Michelson donne naissance a un signal contenant des informations sur la reflectivite provenant d'un domaine spatial de la cible limite par la longueur de coherence de la source. En utilisant ces bases theoriques nous avons mis en oeuvre un system OCT rapide utilisant un scanner resonant.