El estudio de la piel humana utilizando técnicas ópticas modernas es un tema actualmente en desarrollo, destacándose el uso de la espectroscopía de reflexión difusa por su fácil implementación. El objetivo general de este proyecto de tesis ha sido realizar un análisis teórico y experimental de la propagación de la luz en la piel humana, que nos proporcione una mejor comprensión del espectro de reflexión difusa de la piel y su dependencia con los parámetros biológicos de interés, con vista a aplicaciones de diagnóstico médico. El método de Monte Carlo es adoptado para realizar las simulaciones numéricas del espectro de reflexión (especialmente el código MCML) y una variante simplificada de la aproximación analítica es usada en la interpretación de los espectros medidos. Nuestra contribución al estudio de la piel humana mediante la espectroscopía de reflexión difusa incluye: un nuevo modelo óptico para la piel neonatal con las correspondientes simulaciones; implementación y caracterización de un espectrómetro de fibra óptica para la investigación del espectro de reflexión difusa; investigaciones experimentales del desempeño de espectrómetros comerciales en la medición del espectro de reflexión difusa de la piel de voluntarios y pacientes; y el desarrollo de códigos en MATLAB® que incorporan los parámetros ópticos y biológicos de la piel facilitando el proceso de simulación espectral. La herramienta computacional implementada facilita la simulación espectral usando como núcleo el código MCML, comprobando la utilidad de esta herramienta al realizarse con ella tres simulaciones de interés. En este sentido se destaca la modelación del espectro de reflexión difusa de la piel de la frente de los neonatos. El modelo óptico desarrollado para la piel neonatal demuestra que en todos los casos existe una marcada dependencia de la reflexión espectral con la fracción volumétrica de melanosomas y la fracción volumétrica de sangre. La forma del espectro de reflexión cambia notablemente en el intervalo de 400- 500 nm cuando se varía la concentración de bilirrubina, resultando una relación no lineal entre la intensidad espectral y la concentración. El modelo de tres capas usado, reproduce cualitativamente los resultados reportados en la literatura para simulaciones numéricas utilizando la teoría de la difusión. El espectrómetro de fibra óptica implementado se calibró por longitud de onda cubriendo un intervalo espectral de 180 nm.