显微镜在细胞生物学的发展中扮演了核心角色，它使科学家观察到了肉眼无法看到的细胞和细胞结构。光学显微镜和电子显微镜是两种最基本的显微镜。两者的主要区别在于照明光源与镜片结构不同。光学显微镜的照明光源为可见光，并使用一系列玻璃镜片。而电子显微镜的照明光源则是钨丝加热后产生的电子束，镜片系统由一系列电磁铁构成。

近年来，光学技术的进步也引领了专业光学显微镜的发展，例如荧光显微术、相差显微术和微分干涉差显微术。在荧光显微术中，人们向特定的分子植入荧光染料。而在相差显微术和微分干涉差显微术中，当光线射入与周围介质折射率不同的结构时，两者均利用技术来增强和放大光传输过程中的细微变化。