Микроскопы являются основными средствами, которые могут быть использованы в изучении веществ и материалов различной природы, например, клеток. Они являются главными инструментами, которые помогли и еще помогут исследователям в разгадывании тайн клетки, знания о которой помогают понять строения и свойства всех живых организмов (здесь не имеются в виду вирусы). Есть два типа микроскопов, используемых в исследовании клетки. Это оптические (световые) микроскопы и более современные электронные микроскопы.

Оптические микроскопы — первые и самые основные приборы, которые были использованы в исследовании строения живой клетки. Он состоит из простой стеклянной линзы с выпуклыми сторонами. Источником освещения служит солнечный свет или электрический свет. Благодаря этому прибору удалось увеличивать изучаемый объект не более чем в 25 раз. Дальнейшее совершенствование оптических микроскопов позволило добиться тысячекратного увеличения, но это был предел, который нельзя было преодолеть из-за длины световой волны.

Использование микроскопов, где вместо света работали электроны, предоставили исследователям дополнительные возможности из-за увеличения кратности изображения объекта. Там, где для исследования клетки ученые в пятидесятые годы прошлого века начали использовать этот тип микроскопов, была изучена ультраструктура клетки и генетики смогли понять механизм действия генов и изучить точную структуру аминокислот в пределах (ДНК) и (РНК) генетического материала. В результате был завершен один из крупнейших проектов прошлого века: это проект генома человека.

Следует сказать о двух основных типах микроскопов, в которых образцы исследуются при помощи электронов. Это сканирующий микроскоп (РЭМ или SEM) и просвечивающий микроскоп (ПЭМ). С помощью сканирующего микроскопа получают изображение поверхности образца, по которому скользит электронный пучок и формируется информация о структуре и составе поверхностных слоев материала. Просвечивающий микроскоп, помогает изучать ультратонкие образцы (пленки).

Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) работает по тем же принципам, что и световой микроскоп, но вместо света используются электроны. С помощью светового микроскопа с ограниченной длиной световой волны можно мало, что увидеть. При использовании электронов для «освещения» образца получают очень высокое разрешение. В результате изучают объекты порядка нескольких ангстрем (10-10 м). Возможность больших увеличений сделала ПЭМ ценным инструментом в медицинских, биологических и материаловедческих исследованиях.

Применение цифровых технологий расширило функционал микроскопии. Сегодня применяется USB-подключение микроскопов с целью получения заснятых цифровых изображений или просмотра видеосъемки образца под микроскопом. Цифровой usb микроскоп является модульным прибором, в нем могут легко сниматься и заменяться устаревающие модули более современными.