顯微鏡是為了觀察一般肉眼無法看見的微小物體所發明的儀器。顯微鏡學即是利用這種儀器來研究的一門科學。一般來說顯微鏡大都是指光學顯微鏡，光學顯微鏡依設計的不同，又可分為正立顯微鏡(Upright microscope)、倒立顯微鏡(Inverted microscope，又稱倒置顯微鏡)和解剖顯微鏡（Stereo microscope，又稱實體顯微鏡或立體顯微鏡），結合光學顯微鏡并利用雷射光作為光源，以達到特殊觀察需求的有共聚焦顯微鏡(Confocal Laser Microscope，又譯作共軛焦顯微鏡)。

此外比較常見的還有電子顯微鏡，電子顯微鏡是以電子束發展出的顯微鏡，可分為掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)和透射電子顯微鏡(transmission electron microscope，TEM )在生物醫學上被廣泛運用。觀察原子可使用掃描隧道顯微鏡或場發射顯微鏡。