熒光顯微鏡是生物和生物醫學以及其他*域必不可少的工具，這是因為其屬性超出了傳統光學顯微鏡所具有的屬性。

熒光顯微鏡的基本概念與明場相同，但是熒光和磷光用于照亮到達樣品的光。該技術涉及用特定波長的光進行照射，該光與樣品中熒光團的吸收相匹配，從而使它們以較長（較低能量）的波長發射（或反射）光。照明通常使用氙弧燈或水銀蒸氣燈進行，盡管LED和激光再次受到歡迎。入射光和發射光被光譜發射濾光片分開。

落射熒光顯微鏡在生命科學中非常常見，照明光和發射光均穿過樣品物鏡。由于反射光是從物鏡中濾除的，因此這種布置可實現較高的信噪比。在更**的顯微鏡技術（例如共焦和全內反射（TIRF））中也使用了相同的概念。

盡管許多物質會自動發出熒光，但仍有許多市售的熒光團具有清晰的激發和發射光譜，可用于“染色”樣品中的特定結構或分子。熒光團的戰略選擇允許識別多個目標，只要可以清晰地分離發射光譜并將其與自發熒光區分開即可。

熒光成像可以觀察到超出光學顯微鏡分辨率極限的分子。它是臨床診斷和研究環境中的關鍵技術，其*域包括：免疫學，病理學，微生物學，遺傳學以及許多其他*域。特別是共聚焦熒光顯微鏡已成為研究活細胞結構和分子動力學的重要工具。熒光使能成像技術，例如TIRF，FRET，FLIM，FLIP和FRAP。熒光顯微鏡對于識別熒光科學，材料科學，地質學，半導體檢查和環境保護中的礦物，污染物和雜質也很重要。