Mikroskopy pozwalają na obserwację bardzo małych obiektów, które nie są widoczne gołym okiem. Wbrew oczywistym skojarzeniom nie stanowią wyposażenia wyłącznie laboratoriów chemicznych lub biologicznych. Z mikroskopii korzystają różne branże, jest to możliwe dzięki szerokiemu wyborowi urządzeń o różnej specyfikacji, budowie i zastosowaniach. Powszechnie znane są mikroskopy optyczne, to też pierwsze skonstruowane urządzenia do obserwacji małych przedmiotów. Zasada ich działania opiera się o system soczewek, przez które przenika światło. W zależności od rodzaju mikroskopu może być to światło naturalne lub sztuczne. Takie urządzenia wykorzystywane są przez biologów, chemików, geologów i fizyków.
Specyficznym rodzajem urządzenia optycznego jest mikroskop stereoskopowy. Już na pierwszy rzut oka widać różnicę w budowie między nim a tradycyjnym mikroskopem, jest on bowiem wyposażony w dwa okulary do obserwacji. Posiada również dwa niezależne tory optyczne. Dzięki tym cechom umożliwia obserwację obiektów przestrzennych, trójwymiarowych. Mikroskopy stereoskopowe wykorzystywane są w naukach biologicznych, geologicznych i medycznych, a także między innymi w przemyśle elektronicznym i jubilerskim.
Obok tradycyjnych mikroskopów optycznych pojawiają się bardziej zaawansowane urządzenia, które umożliwiają przeprowadzanie dokładniejszych badań. Przykładem jest mikroskop konfokalny. Różnica między nim a tradycyjnym mikroskopem polega na zastosowaniu oświetlenia punktowego. Dzięki temu możliwe jest szybkie obrazowanie nawet w 600-krotnym powiększeniu. Jego zalety wykorzystują branże biologiczna, medycyna, farmaceutyczna i przemysłowa.
Jeszcze innym rodzajem mikroskopu jest mikroskop interferencyjny, który wykorzystuje pryzmat do rozszczepienia światła na dwie lekko rozbieżne wiązki – pomiarową i referencyjną. Fale kolejno odpijają się od próbki i lustra, a po ich złączeniu zachodzi zjawisko interferencji. Działanie mikroskopu opiera się na pomiarze różnic we współczynniku załamania światła po ponownym połączeniu dwóch wiązek.
W porównaniu z mikroskopem optycznym nietypowymi urządzeniami wydają się mikroskopy odwrócone. Wyróżnia się ich dwa rodzaje: mikroskop metalograficzny oraz biologiczny. Jak sama nazwa wskazuje, pierwszy z nich wykorzystywany jest w metalurgii, ale nie tylko. Urządzenie pozwala badać różne nieprzezroczyste próbki. Jest to możliwe dzięki wiązce światła, która pada z góry, odbija się od badanego materiału i tą samą drogą trafia do okularu. Wykorzystują to różne branże przemysłowe do kontroli i testowania swoich produktów.
Mikroskopy biologiczne odwrócone powstały dzięki technologii mikroskopów metalograficznych. Wykorzystywane są głównie w medycynie i naukach biologicznych oraz przez uczelnie, ponieważ umożliwiają obserwacje żywych komórek. Cechą charakterystyczną tego rodzaju urządzeń jest fakt, że komórki obserwowane są w otoczeniu jak najbardziej zbliżonym do ich naturalnego środowiska.
Tradycyjne mikroskopy różnego typu wyposażone są w okular, przez który naukowcy mogą obrazować próbki. Nieco inaczej działają nowoczesne mikroskopy cyfrowe, w ich budowie trudno szukać okularu. Jego funkcję pełni kamera, a wyniki badań można obserwować na ekranie komputera. Urządzenia te doskonale sprawdzają się na uczelniach oraz do szybkiego gromadzenia wyników i dokumentacji badawczej. Wykorzystują je zarówno osoby słabo doświadczone, dopiero uczące się, jak i doświadczeni badacze.