Mikroskopet är ett av de viktigaste verktygen hos mikrobiologen. Det uppfanns på 1600-talet när Anton van Leeuwenhoek byggde på en enkel modell av ett rör, förstoringslins och scen för att göra de första visuella upptäckterna av bakterier och blodceller. Numera är mikroskopi viktigt i det medicinska området för att skapa nya cellfyndigheter, och typerna av mikroskop kan klassificeras utifrån de fysiska principerna som de använder för att skapa en bild.

Ljusmikroskop

Vissa av de vanligaste omfången som finns i laboratorier använder synligt projicerat ljus för att belysa och förstora ett objekt. Det mest grundläggande ljusomfånget, en dissektering eller stereomikroskop, möjliggör visning av en hel organism samtidigt och visar detaljer som antenn av en fjäril vid 100x till 150x förstoring. Sammansatta scopes, som används för större cellulär detalj, innehåller två typer av linser som fungerar för att förstora enhälliga organismer 1000 till 1500 gånger. Mer specialiserade är mörka fält och faskontrastmikroskop, som sprider ljus för att fånga inte bara levande celler, utan även inre celldelar, som mitokondrier.

Fluorescerande mikroskop

Det fluorescerande eller konfokala mikroskopet använder ultraviolett ljus som sin ljuskälla. När ultraviolett ljus träffar ett objekt spänner det objektets elektroner, vilket avger ljus i olika färger vilket kan hjälpa till att identifiera bakterier inuti en organism. Till skillnad från sammansatta och dissekerade scopes visar fluorescerande mikroskop objektet genom ett konfokalt pinhål, så en fullständig bild av provet visas inte. Detta ökar upplösningen genom att stänga av externt fluorescerande ljus och bygga en ren tredimensionell bild av provet.

Elektronmikroskop

Energikällan som används i elektronmikroskopet är en elektronstråle. Strålen har en exceptionellt kort våglängd och ökar bildens upplösning avsevärt över ljusmikroskopi. Hela föremålen är belagda i guld eller palladium, vilket avböjer elektronstrålen, vilket skapar mörka och lätta områden som 3-D-bilder som ses på en bildskärm. Detaljer som de invecklade kiseldioxidskalorna av marina diatomer och ytdetaljer om virus kan fångas. Både transmissionselektronmikroskop (TEM) och de nyare skanningelektronmikroskopen (SEM) faller i denna specialiserade mikroskopi.

Röntgenmikroskop

Som namnet antyder använder dessa mikroskop en stråle av röntgenbilder för att skapa en bild. Till skillnad från synligt ljus reflekterar inte röntgen eller bryts lätt, och de är osynliga för det mänskliga ögat. Bildresolutionen av ett röntgenmikroskop faller mellan det hos ett optiskt mikroskop och det hos ett elektronmikroskop och är känsligt nog för att bestämma den individuella placeringen av atomer inom molekyler av en kristall. I motsats till elektronmikroskopi, där föremålet torkas och fixeras, kan dessa högspecialiserade mikroskop kunna visa levande celler.