光學顯微鏡可分為三類：正立顯微鏡、倒立顯微鏡、解剖顯微鏡。
正立顯微鏡
正立顯微鏡是光學顯微鏡的一種，在穿透光觀察下，光源由機身下面經過聚光鏡到達樣品，再穿過位于樣品上方的物鏡，然后借由反射鏡和透鏡到達觀察者的眼睛或其他成像儀器。正立顯微鏡物鏡和聚光鏡中間的空間較小，適用于正立顯微鏡觀察的物品，通常較薄，可夾于玻片中。正立顯微鏡的優點是結構簡單，因此一般顯微鏡多屬此類。
倒立顯微鏡
倒立顯微鏡是顯微鏡的一種，在穿透光觀察下，明視野用之照明光源和聚光鏡是來自機身上方，光線穿過聚光鏡到達樣品，再穿過位于樣品下方的物鏡，然后借由反射鏡和透鏡到達觀察者的眼睛或成像儀器。對螢光顯微鏡而言,螢光激發光源和物鏡同位于底部。由于激發光源可以是高功率大型雷射光源或弧光燈,倒立式的設計更能穩定顯微鏡鏡的結構。倒立顯微鏡常用于觀察培養中的細胞或組織，特別是應用在螢光的生物樣品上。
解剖顯微鏡
解剖顯微鏡，又被稱為實體顯微鏡或立體顯微鏡，是為了不同的工作需求所設計的顯微鏡。利用解剖顯微鏡觀察時，進入兩眼的光各來自一個獨立的路徑，這兩個光路徑夾了一個小小的角度，因此在觀察時，樣品可以呈現立體的樣貌。
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