Kolokalizační analýza (Colocalization Analysis) je metoda fluorescenční mikroskopie založená na rekonstrukci obrazu díky kombinaci klasického mikroskopického snímku se snímkem z fluorescenčního mikroskopu. Snímek z klasického optického mikroskopu má sice vysoké prostorové rozlišení, ale určité struktury, které jsou objektem našeho zájmu a které chceme zobrazit (především buňky a tkáně), na něm nemusejí být viditelné nebo rozpoznatelné. Tyto struktury lze zviditelnit díky fluorescenčním barvivům (fluorofory) a zobrazit je ve fluorescenčním mikroskopu. Kolokalizační analýza zvyšuje citlivost a specifitu klasifikovaných objektů.