A sub-dermal structure visualization system and method is disclosed. The system may use an illumination module including: a near-infrared (NIR) light source adapted to substantially uniformly illuminate an imaged area including sub-dermal regions thereof with NIR light and a first optical system including at least one optical element for controlling at least one of spectral and polarization properties of the NIR light prior to illuminating the imaged area. An imaging module rejects unwanted signals from an imaged area while passing desired optical signals that are to be received by an image acquisition module. The desired optical signals can comprise a vein visualization signal to assist in visualizing a vascular structure below a skin layer of a patient.Linvention concerne un système et un procédé de visualisation de structures sous-dermiques. Le système peut utiliser un module déclairage incluant : une source de lumière proche de linfra-rouge (NIR) adaptée pour éclairer pratiquement uniformément une zone imagée incluant des régions sous-dermiques de celle-ci avec la lumière NIR et un premier système optique incluant au moins un élément optique pour contrôler au moins une des propriétés spectrales et de polarisation de la lumière NIR avant déclairer la zone imagée. Un module dimagerie rejette les signaux indésirables dune zone imagée tout en laissant passer les signaux optiques souhaités qui doivent être reçus par un module dacquisition dimage. Les signaux optiques souhaités peuvent comprendre un signal de visualisation de veine pour aider à visualiser une structure vasculaire sous une couche cutanée dun patient.