熒光顯微鏡用于研究化學物質在細胞中的吸收、運輸、分布和定位。被測物體產生熒光有兩種形式：自發光。紫外線照射后直接發出的熒光稱為二次熒光。經過熒光染料處理和紫外線照射后，可以發出熒光。細胞中的一些物質，如葉綠素，在紫外線照射后會產生自發光。雖然其他物質本身沒有熒光，但它們可以通過熒光染料或熒光抗體染色發出二次熒光。
熒光顯微鏡選擇發光效率高的點光源，發射一定波長的光(紫外線365nm或紫藍光420nm)作為一種激發光，它會激發標本中的熒光物質，發出各種顏色的半透明光，然后通過物鏡和目鏡的放大來觀察。在如此強烈的對比環境中，即使半透明光很弱，也很容易識別，并且具有很高的靈敏度。它主要用于研究細胞結構、功能和化學成分。
熒光顯微鏡可分為散射顯微鏡和下降顯微鏡兩種類型。前者是原始的，后者是先進的。兩種熒光顯微鏡的基本結構相似，主要區別如下：散射激發光通過標本，整個標本產生光，然后進入物鏡，放大率越大，光越弱;入射激發光投射到樣品表面，樣品表面產生光，然后光進入物鏡。放大率越大，光線越高，適合高倍數觀察。
熒光顯微鏡的主要部件包括汞燈源、興奮過濾器、分色鏡(脫落)、抑制過濾器、暗場聚光燈(散射)等。此外，由于汞燈的嚴重加熱，其中大多數都配備了吸熱過濾器。一些熒光顯微鏡也有相位差鏡和環狀闌尾，因此可以觀察到相位差。熒光顯微鏡選擇倒置框架、倒置顯微鏡等。
此外，上述所有顯微鏡有顯微鏡CCD組裝成數字顯微鏡，將顯微鏡看到的物理圖像轉換成數字圖像，并在計算機上顯示圖像。因此，我們可以通過傳統的雙眼觀察和顯示屏上的再現來研究微領域，從而提高工作效率。
