В биологии и медицине, явление генерации второй гармоники используется в микроскопии высокого оптического разрешения. В связи с тем, что для генерации необходим тензор нелинейной восприимчивости второго порядка, только нецентросимметричные структуры способны испускать ГВГ излучение. Одной из таких структур является коллаген, который содержится в большинстве соединительных тканей. С помощью коротких лазерных импульсов, генерируемых фемтосекундным лазером и набора соответствующих фильтров излучение накачки может быть легко отделено от ГВГ излучения с удвоенной частотой. Это обеспечивает очень высокое осевое и боковое разрешение, сравнимые с конфокальной микроскопией без использования диафрагмы. Микроскопия с ГВГ была использована для обширного исследования роговицы и решетчатой пластинки склеры, каждая из которых в основном состоят из коллагена.
