Ce travail poursuit l'étude des propriétés physiques des nanoparticules harmoniques et leur utilisation comme biomarqueurs en microscopie multiphotonique. D'abord nous démontrons le potentiel du carbure de silicium (SiC) pour l'imagerie, qui vient de ses propriétés de génération de seconde harmonique et fluorescence à deux photons. SiC a une efficacité non linéaire élevée et la microscopie multiphotonique confirme la possibilité de détecter de SiC dans des cellules. Nous étudions ensuite des nanoparticules (NPs) de ferrite de bismuth (BFO) préparés par la méthode de combustion comme un marqueur potentiel de bio-imagerie pour la microscopie multiphotonique. Les nanoparticules de BFO sont des nouveaux marqueurs prometteurs combinant un signal non linéaire très élevé et une réponse magnétique modérée. Des études de cytotoxicité, hémolytique et le mécanisme d'internalisation suggèrent une bonne biocompatibilité et un grand potentiel de BFO pour l'imagerie biomédicale dans des applications diagnostiques. Dans le dernier chapitre, nous abordons la question des émissions endogènes harmoniques du tissu. Nous montrons que l'émission multi-harmonique de BFO NPs peut facilement être détectée par microscopie multi-photon, en utilisant une excitation λ > 1 100 nm. Par des mesures de microscopie électronique supplémentaires, nous montrons que les NPs de BFO pourraient servir comme des marqueurs de localisation dans des études avancées de microscopie électronique et optique corrélatifs.