The present technology relates to an information processing device, an information processing method, a program, and a sensing device that enable determination of the internal state of a living body. The information processing apparatus applies the calculation algorithm according to the transient model indicating the function of the living body to the measurement data of the transient response obtained from the living body to be measured, and calculates the unknown parameter among the parameters related to the transient model By doing this, it is possible to determine the internal state of the living body. The present technology can be applied to, for example, an information processing apparatus that calculates a quantum yield of photosynthesis of a plant.本技術は、生体の内部の状態を判断することができるようにする情報処理装置、情報処理方法、プログラム、及び、センシング装置に関する。情報処理装置は、測定対象の生体から得られる過渡応答の測定データに対し、生体が有する機能を示す過渡モデルに応じた計算アルゴリズムを適用して、過渡モデルに関するパラメータのうち、未知のパラメータを算出することで、生体の内部の状態を判断することができるようにする。本技術は、例えば、植物の光合成の量子収率を算出する情報処理装置に適用することができる。