Die Kolokalisationsanalyse (Colocalization Analysis) ist eine Methode der Fluoreszenzmikroskopie, die auf der Bildrekonstruktion durch die Kombination einer klassischen Mikroskopaufnahme mit einer Aufnahme aus einem Fluoreszenzmikroskop basiert. Ein Bild aus einem klassischen optischen Mikroskop weist zwar eine hohe räumliche Auflösung auf, doch bestimmte Strukturen, die für uns von Interesse sind und die wir darstellen möchten (vor allem Zellen und Gewebe), sind darauf möglicherweise nicht sichtbar oder erkennbar. Diese Strukturen lassen sich mithilfe von Fluoreszenzfarbstoffen (Fluorophoren) sichtbar machen und unter einem Fluoreszenzmikroskop abbilden. Die Kolokalisationsanalyse erhöht die Sensitivität und Spezifität der klassifizierten Objekte.