En este estudio, se sintetizaron nanocristales de fluoroapatita co-dopados con Eu/Gd (Eu/Gd:FAP) mediante el método hidrotérmico como un agente de bioimagen fluorescente. Se caracterizó la composición de fase, morfología, fluorescencia y bios seguridad de las muestras resultantes. Además, se evaluó la aplicación de bioimagen fluorescente in vivo de los nanocristales Eu/Gd:FAP en ratones con tumores trasplantados subcutáneamente. Los resultados mostraron que los nanocristales Eu/Gd:FAP eran partículas cortas en forma de varilla con un tamaño de 59.27 +/- 13.34 nm x 18.69 +/- 3.32 nm. Con un aumento en el contenido de sustitución de F, los nanocristales Eu/Gd:FAP mostraron un tamaño reducido y una emisión de fluorescencia mejorada. Los nanocristales Eu/Gd:FAP no mostraron hemólisis ni citotoxicidad, lo que indica una buena biocompatibilidad. El estudio de bioimagen fluorescente in vivo demostró que los nanocristales Eu/Gd:FAP podrían usarse como un agente de bioimagen y mostraron una emisión de fluorescencia estable en los tumores, indicando una acumulación en el tejido tumoral debido a la capacidad de targeting pasivo. Además, no se observaron efectos adversos de los nanocristales Eu/Gd:FAP en los órganos principales. Este estudio muestra que los nanocristales de FAP co-dopados con tierras raras biocompatibles tienen el potencial de ser utilizados como un agente de bioimagen in vivo.