Las nanomedicinas han sido un enfoque de investigación importante en las últimas dos décadas y están surgiendo cada vez más en una amplia gama de aplicaciones clínicas. Sin embargo, se requiere una comprensión adecuada de su biodistribución para avanzar en el campo de la nanomedicina. Para ello, se necesitan urgentemente métodos de imagen para monitorear la entrega y la eficacia terapéutica de las nanopartículas. En la actualidad, la imagenología óptica es el método más común utilizado para estudiar la biodistribución de los nanomateriales, donde las propiedades únicas de los nanomateriales y los avances en la imagenología óptica pueden resultar conjuntamente en nuevos métodos para un monitoreo óptimo de los nanomateriales en modelos animales preclínicos. Este artículo de revisión tiene como objetivo dar una introducción a las nanomedicinas y su impacto translacional para resaltar el potencial de la imagenología óptica para estudiar la biodistribución de las nanopartículas y monitorear la entrega y la eficacia terapéutica a nivel preclínico. Después de introducir ambos dominios, la revisión se centra en diferentes técnicas que se pueden utilizar para superar algunas limitaciones intrínsecas de la imagenología óptica y cómo esto puede beneficiar específicamente los estudios de nanopartículas. Finalmente, señalamos algunas características clave importantes de las nanopartículas que actualmente obstaculizan su pleno potencial en la clínica y cómo los avances en la imagenología óptica pueden ayudarnos a proporcionar la información necesaria para impulsar aún más la traducción clínica y expandir el campo de las nanomedicinas.