Teadusfotograaf dokumenteerib loodus- ja eksperimentaalseid nähtusi õppe- või uurimistöö eesmärgil. Selle valdkonna fookuses fotograafias on teadusandmete täpne ja detailne salvestamine. Kompositsioon, valgustus ja sarnased küsimused on murettekitavad, kuid mittekunstilised nõuded võivad määrata pildi lõpliku kadreerimise ja esituse. Kuna paljud teadusnähtused on visuaalselt arreteerivad, hägustavad mõned teadusfotograafid piiri kunsti ja teaduse vahel ning võivad luua teoseid, mida peetakse nii esteetiliselt meeldivaks kui ka teaduslikult kasulikuks.
Mõned teadusfotograafid salvestavad katseid. See dokumentatsioon sisaldab pildistamistingimusi nii laboris kui ka sündmuse igas etapis. Sõltuvalt katse olemusest võib teadusfotograafil olla vajalik kasutada selliseid tehnikaid nagu mikrograafia, kus pilte tehakse läbi mikroskoobi. Eksperimentaatorid kasutavad oma väljaannetes fotosid, et illustreerida, kuidas tööd tehti, ja näidata oma tulemusi.
Teised võivad pildistada illustratiivsetel eesmärkidel. Teadustekstide jaoks on kasulik, kui nende teabega on kaasas fotod, ja pilte kasutatakse ka võrdlusmaterjalides, nagu botaanikute lillevõtmed. Nende piltide jaoks on kõige täpsemate võrdluspiltide jaoks vaja kasutada ideaalseid näidisproove. Uudisteväljaanded võivad kutsuda teadusfotograafe üles dokumenteerima loo jaoks huvipakkuvaid nähtusi, kus pildid peavad olema nii informatiivsed kui ka avalikkusele huvitavad.
Teadusfotograafi teine amet võib hõlmata pildistamist, et jätkata teadusuuringuid ja arusaamist. Näiteks Rosalind Franklin kasutas DNA struktuuri põhikomponentide esiletõstmiseks röntgenkristallograafiat. Tema töö aitas oluliselt kaasa inimese geneetika mõistmisele. Nagu ta illustreeris, saavad teadusfotograafid töötada energiaga spektri mittenähtavates piirkondades, sealhulgas infrapuna-, ultraviolett- ja muud kiirguse vormid, et luua üksikasjalikke pilte, mis loovad väärtuslikku teavet loodusmaailma kohta.
Pärast pildistamist arendab ja töötleb teadusfotograaf neid hoolikalt. Fotograafid ei soovi oma piltidega tulemusi muuta ega varjata ning peavad olema ettevaatlikud selliste tegevustega nagu värvipääsu filtreerimine, et nad ei eemaldaks ega segaks andmeid. Neid puudutavad ka sellised probleemid nagu fookus, kompositsioon ja stiil, kuna need võivad eristada selget ja arusaadavat pilti igava ja väheinformatiivse pildi vahel.
Teadusfotograafina töötamine nõuab arusaamist nii teadusest kui ka fotograafiast. Selgete ja kasutatavate piltide saamiseks võib fotograafil olla vaja pildistamisel manipuleerida teatud keskkonnaaspektidega ilma teadust segamata. Need võivad hõlmata lihtsaid samme, näiteks näidise teisaldamist värvilisele taustale, et luua rohkem kontrasti, et saadav pilt silma paistaks. Fotograafid saavad erinevate huvipakkuvate nähtuste jäädvustamiseks kasutada erinevaid kaameraid, objektiive ja filtreid.