Medicinska razširjena resničnost združuje resnične in virtualne tridimenzionalne slike za pomoč pri medicinskih postopkih ali izobraževanju. Najpogosteje se uporabljajo tehnologije razširjene resničnosti, ki zdravnikom zagotovijo slike notranjosti pacientovega telesa za uporabo v operaciji. Enake ali podobne tehnologije študentom medicine omogočajo izvajanje postopkov na lutkah ali truplih. Druga vrsta pomaga pacientom samim vizualizirati, kaj se dogaja v njihovih telesih.
Minimalno invazivne kirurške tehnike omogočajo zdravnikom, da opravijo operacijo brez velikih rezov. Medicinska razširjena resničnost je bistveno orodje, ki omogoča, da se to zgodi. Pogosto so pacientovi rezultati slikanja z magnetno resonanco (MRI), ultrazvoki ali drugi tridimenzionalni zapisi združeni s slikami kirurgovih dejanj v realnem času. Kombinirane slike si je mogoče ogledati prek zaslona na glavi (HMD), ki ga kirurg nosi, da posnema naravni vid.
Študenti medicine ali kirurški pripravniki lahko uporabljajo medicinsko razširjeno resničnost za vadbo kirurških tehnik. Tehnologija za to je skoraj enaka tisti, ki se uporablja pri minimalno invazivni kirurgiji. Namesto dejanskih pacientovih zapisov pa lahko študent vadi z uporabo lutke s splošnimi slikami notranjosti človekovega telesa. Študent lahko nato manipulira z virtualnimi slikami, da zagotovi zelo natančno simulacijo izvajanja dejanskih operacij. Za še večjo podobnost je mogoče isto stvar narediti tudi z uporabo trupla namesto lutke.
Ker lahko medicinska razširjena resničnost zagotovi tako podrobno, živo sliko notranjosti človekovega telesa, se lahko uporablja tudi za pomoč pri izobraževanju bolnikov. Oseba bi lahko na primer stala pred zaslonom, ki bi zagotavljal slike mišic, okostja ali drugih prizadetih sistemov v telesu. Ta slika se lahko premakne, ko se oseba premika ali kot odgovor na zdravnikovo manipulacijo. Zdravnik lahko s temi slikami pomaga pacientom razumeti, kaj je narobe v njihovih telesih in kaj je treba storiti, da se težave odpravijo. Ta tehnologija deluje podobno kot pomanjšani model kolenskega sklepa, na primer, vendar z večjo interaktivnostjo.
Področje medicinske razširjene resničnosti je tisto, ki še raste. Predlagane so bile tudi druge uporabe istih tehnologij, ki pa od leta 2011 niso bile uveljavljene. Morda bi bilo mogoče ustvariti programsko opremo HMD, ki bo zdravnikom omogočila, da si na hitro ogledajo celotno bolnikovo zdravstveno anamnezo s prekrivanjem slik prejšnjih poškodbe ali bolezni na pacientovem telesu.