這幾種顯微鏡都是光學顯微鏡，以可見光為探測手段，不同于電子顯微鏡、掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡等。
具體地說：

相差顯微鏡，又稱相襯顯微鏡。因為光線在穿過透明的樣品時會產生微小的相位差，而這個相位差可以被轉換為圖象中的幅度或對比度的變化，這樣就可以利用相位差來成像。是二十世紀三十年代弗里茨·澤爾尼克在研究衍射光柵的時候發明的。因此榮獲1953年的諾貝爾物理學獎。目前被廣泛應用于為透明標本如活體細胞和小的器官組織提供對比度圖像。

共聚焦顯微鏡：是一種利用逐點照明和空間針孔調制來去除樣品非焦點平面的散射光的光學成像手段，相比于傳統成像方法可以提高光學分辨率和視覺對比度。從一個點光源發射的探測光通過透鏡聚焦到被觀測物體上，如果物體恰在焦點上，那么反射光通過原透鏡應當匯聚回到光源，這就是所謂的共聚焦，簡稱共焦。共焦顯微鏡在反射光的光路上加上了一塊半反半透鏡（dichroic mirror），將已經通過透鏡的反射光折向其它方向，在其焦點上有一個帶有針孔（Pinhole），小孔就位于焦點處，擋板后面是一個光電倍增管（photomultiplier tube，PMT）。可以想像，探測光焦點前后的反射光通過這一套共焦系統，必不能聚焦到小孔上，會被擋板擋住。于是光度計測量的就是焦點處的反射光強度。其意義是：通過移動透鏡系統可以對一個半透明的物體進行三維掃描。這樣的構想，是在1953年， 美國學者馬文·明斯基提出，經過了30年的發展，才利用激光為光源，發展出符合馬文·明斯基理想的共聚焦顯微鏡。

倒置顯微鏡：組成和普通顯微鏡一樣，只不過物鏡與照明系統顛倒，前者在載物臺之下，后者在載物臺之上。方便操作和其他相關圖像采集設備的安裝。

光學顯微鏡是一種利用光學透鏡產生影像放大效應的顯微鏡。由物體入射的光被至少兩個光學系統（物鏡和目鏡）放大。首先物鏡產生一個被放大實像，人眼通過作用相當于放大鏡的目鏡觀察這個已經被放大了的實像。一般的光學顯微鏡有多個可以替換的物鏡，這樣觀察者可以按需要更換放大倍數。這些物鏡一般被 安置在一個可以轉動的物鏡盤上，轉動物鏡盤就可以使不同的目鏡方便地進入光路。物理學家發現了放大倍率與分辨率之間的規律，人們才知道光學顯微鏡的分辨率是有極限的，分辨率的這一極限限制了放大倍率的無限提高，1600倍成了光學顯微鏡放大倍率的*高極限，使得形態學的應用在許多領域受到了很大限制。
光學顯微鏡的分辨率受到光波長的限制，一般不超過0.3微米。假如顯微鏡使用紫外線作為光源或物體被放在油中的話，分辨率還可以得到提高。這一平臺成為搭建其他光學顯微系統的基礎。