荧光显微镜使用汞灯或氙气灯发出紫外线。紫外线进入显微镜并碰到分色镜——一种能够能反射一定波长范围的光线，同时外荧光 允许其他波段的光线通过的透镜。分色镜将紫外线向上反射到外荧光是荧光显微镜的光学装样本上，紫外线激发样本中分子内的荧光。物镜采集样本发出置，其中物镜用于将紫外线对焦的荧光波长的光线，荧光穿过另一分色镜和阻挡滤镜，以消除在样本上并采集样本发出的荧不是荧光的波长，使荧光到达物镜形成图像。 光。外荧光比透见荧光更加有效，后者使用单独的透镜或聚光器将紫外线对焦在样本上。外荧光还允许在同一显微镜上组合使用荧光显微技术与其他类型的显微技术。
外荧光显微镜的光路
样本内的荧光分子可以自然产生或人工引入。例如，您可以用称为钙黄绿素/AM 的染料给细胞着色。这种燃料本身并不是荧光剂，但其分子中的AM成分隐藏一部分可以与钙元素结合的钙黄绿素分子，这样就能发出荧光。将钙黄绿素/AM与浸泡着细胞的溶液混合时，这种染料会渗入细胞。活细胞中的一种酶，可以除去其中的AM部分，并锁住分子中的钙黄绿素，使其与钙元素结合，从而在紫外线的作用下发出绿色荧光，而死细胞则没有这种酶。因此，活细胞可以发出绿色荧光，而死细胞却不会发出荧光。如果您混入另一种称为碘化丙啶的染料，就能看到同一样本中的死细胞，因为这种染料只渗透死细胞。碘化丙啶会结合细胞核中的DNA，并在紫外线的作用下发出红色荧光。这种双染色技术可用于毒物学研究，以确定施用杀虫剂等环境化学品时，所杀死细胞数量的百分比。
Theresa M. Freudenrich供图
这是培养的鼠脑细胞的荧光显微图像。钙黄绿素着色的活细胞（上）
和碘化丙啶着色的死细胞（下）。
荧光显微术有助于观察活细胞的结构以及衡量活细胞中的生理和生物化学活动。不同的荧光指示剂，可以用于研究众多具有重要生理作用的化学物，如：DNA、钙、镁、钠、pH值和酶。此外，各种生物分子特有的抗体可以与荧光分子化学结合，用于对细胞内的特定结构着色。有关该技术的详细信息和示例，请参见Molecular Expressions:Fluorescence Microscopy一文。 光学显微镜的组成部件 光学显微镜，无论是构造简单的学生显微镜还是复杂精密的研究用显微镜，都包括以下基本系统： 样本控制——承托并操作样本 载物台——放置样本的地方 样本夹——用来将样本固定在载物台上。由于您部分显微镜术语 景深——在焦平面上下两侧，能够形成具有一定清晰度的图像的垂直距离 视野——使用特定物镜时，通过显微镜能够看到的样本区域 焦距——透镜将光线对焦所需的距离（通过以微米衡量） 焦点——通过透镜的光线汇聚到一起的点 放大倍率——物镜和目镜的放大倍数 数值孔径——透镜采光能力的衡量指标 分辨率——两个像素点可以清晰分辨出来的最小间距（通常以纳米衡量） 看到的是放大后的图像，因此即使样本稍微移动，也可能将这部分图像移出您的视野。 显微操纵器——允许您严格控制地沿X和Y轴小幅移动样本（扫描载波片时十分有用） 照明——照亮样本。最简单的照明系统是将室内光线向上反射到样本上的反射镜 灯——发出光线。通常而言，灯就是钨丝灯泡。对于特殊显微镜，可能会使用汞灯或氙气灯发出紫外线。有些显微镜甚至还使用激光扫描样本。 可变电阻器——改变施加到灯的电流强度，从而控制发出的光线的强度 聚光器——调整光线并将其从灯对焦到样本的透镜系统 光圈或针孔孔径——位于光路中，旨在改变到达聚光器的光量，用于增强图像的对比度
普通学生光学显微镜的示意图，显示各个部件和光路
透镜部——形成图像
物镜——采集样本上的光
目镜——将物镜的图像传送并放大到您眼前 换镜旋座——固定有多个物镜的旋座
镜筒——将目镜固定在与物镜具有适当距离的位置，并挡住杂散光
对焦部——将物镜固定在与样本距离适当的位置
粗调焦旋钮——用于将物体的图像调至物镜的焦面上 精调焦旋钮——用于精细调节图像的对焦
支撑和校准部
架臂——显微镜中将所有光学部件按固定距离进行撑托并校准的弧形部分 底座——支撑显微镜所有零部件的重量
镜筒与显微镜的架臂通过齿条与小齿轮传动装置相连。这种连接系统可以在您更换透镜或观察器时对焦图像，以及更换样本时将透镜从载物台移开。
上述部分的组成部件未在图中显示，同时它们也会因显微镜的不同而有所区别。显微镜有两种基本的配置方式：正立和倒置。图中所示显微镜为正立显微镜，其照明系统位于载物台下方，而透镜系统位于载物台上方。倒置显微镜的照明系统则位于载物台上方，而透镜系统位于载物台下方。倒置显微镜更便于观察较厚的样本，如细胞培养皿，因为透镜部分更靠近器皿底部，而那里恰好是细胞生长的地方。
光学显微镜可以揭示活细胞和组织的结构，也可以显示岩石和半导体等非活样本的结构。有些显微镜设计简单，有些则精密复杂，有些显微镜组合了多种显微技术，其中每种都可以展现略有不同的信息。如今，光学显微镜已经显著提高了我们对于生物医学的认识，以后也仍将是辅佐科学家研究的有力工具。