光學顯微鏡有多種分類方法：按使用目鏡的數目可分為雙目和單目顯微鏡；按圖像是否有立體感可分為立體視覺和非立體視覺顯微鏡；按觀察對像可分為生物和金相顯微鏡等；按光學原理可分為偏光、相襯和微差干涉對比顯微鏡等；按光源類型可分為普通光、熒光、紫外光、紅外光和激光顯微鏡等；按接收器類型可分為目視、數碼（攝像）顯微鏡等。所以在選購顯微鏡前，一定要確定哪種顯微鏡適合自己。常用的光學顯微鏡有生物顯微鏡、體視顯微鏡、金相顯微鏡、偏光顯微鏡、熒光顯微鏡、相襯顯微鏡、倒置顯微鏡等。
1、生物顯微鏡
生物顯微鏡放大倍數一般在40X-2000X之間,光源為透射光。生物顯微鏡供醫療衛生單位、高等院校、研究所用于微生物、細胞、細菌、組織培養、懸浮體、沉淀物等的觀察，同時可以觀察其他透明或者半透明物體以及粉末、細小顆粒等物體。可連續觀察細胞、細菌等在培養液中繁殖分裂的過程等。在細胞學、寄生蟲學、腫瘤學、免疫學、遺傳工程學、工業微生物學、植物學等領域中應用廣泛，是食品廠、飲用水廠辦QS、HACCP認證的*檢驗設備。
2、體視顯微鏡
體視顯微鏡又稱"實體顯微鏡"或"解剖鏡"，是一種具有正像立體感的目視儀器。體視顯微鏡放大倍數在7X-45X左右,也可以放大到90X,180X,225X。在生物、醫學領域廣泛用于切片操作和顯微外科手術；在工業中用于微小零件和集成電路的觀測、裝配、檢查等工作。它利用雙通道光路，雙目鏡筒中的左右兩光束不是平行，而是具有一定的夾角--體視角（一般為12度--15度），為左右兩眼提供一個具有立體感的圖像。它實質上是兩個單鏡筒顯微鏡并列放置，兩個鏡筒的光軸構成相當于人們用雙目觀察一個物體時所形成的視角，以此形成三維空間的立體視覺圖像。
目前體視顯微鏡的光學結構是由一個共用的初級物鏡，對物體成象后的兩光束被兩組中間物鏡----變焦鏡分開，并成一體視角再經各自的目鏡成象，它的倍率變化是由改變中間鏡組之間的距離而獲得的，因此又稱為"連續變倍體視顯微鏡"。隨著應用的要求，目前體視顯微鏡可選配豐富的選購附件，如熒光，照相，攝象，冷光源等等。
3、金相顯微鏡
金相顯微鏡放大倍數在50X-1000X這個范圍內，主要應用于金屬等多種不透明材料觀察，鑒別和分析內部結構組織。適用于廠礦企業、高等院校及科研等部門。該儀器配用攝像裝置,可攝取金相圖譜,并對圖譜進行測量分析,對圖象進行編輯、輸出、存儲、管理等功能。金相顯微鏡是專門用于觀察金屬和礦物等不透明物體的顯微鏡，這些不透明物體無法在普通的透射光顯微鏡中觀察，故金相顯微鏡主要以反射光為主。在金相顯微鏡中照明光束從物鏡方向射到被觀察物體表面，被物面反射后再返回物鏡成像。這種反射照明方式也廣泛用于集成電路硅片的檢測工作。現在的金相顯微鏡也可以選擇帶透射光的，方便觀察透明狀物體和一些粉末狀顆粒狀樣品。
4、偏光顯微鏡
偏光顯微鏡是用于研究所謂透明與不透明各向異性材料的一種顯微鏡。偏光顯微鏡重點在于加入起偏器和檢偏器，針對反光或者具有雙折射性質的樣品，相當于切掉一部分雜光，使產品清晰，如礦石，晶體等。凡具有雙折射的物質，在偏光顯微鏡下就能分辨的清楚，當然這些物質也可用染色法來進行觀察，但有些則不可能，而必須利用偏光顯微鏡。將普通光改變為偏振光進行鏡檢的方法，以鑒別某一物質是單折射（各向同行）或雙折射性（各向異性）因此，偏光顯微鏡被廣泛地應用在礦物、化學等領域，在生物學和植物學也有應用。
5、熒光顯微鏡
熒光顯微鏡是以紫外線為光源，用以照射被檢物體，使之發出熒光，然后在顯微鏡下觀察物體的形狀及其所在位置。熒光顯微鏡用于研究細胞內物質的吸收、運輸、化學物質的分布及定位等。細胞中有些物質，如葉綠素等，受紫外線照射后可發熒光;另有一些物質本身雖不能發熒光，但如果用熒光染料或熒光抗體染色后，經紫外線照射亦可發熒光，熒光顯微鏡就是對這類物質進行定性和定量研究的工具之一。
熒光顯微鏡一般分為透射和落射式兩種類型。透射式：激發光來自被檢物體的下方，聚光鏡為暗視野聚光鏡，使激發光不進入物鏡，而使熒光進入物鏡。它在低倍情況下明亮，而高倍則暗，在油浸和調中時，較難操作，尤以低倍的照明范圍難于確定，但能得到很暗的視野背景。透射式不使用于非透明的被檢物體。落射式：透射式目前幾乎被淘汰，新型的熒光顯微鏡多為落射式，光源來自被檢物體的上方，在光路中具有分光鏡，所以對透明和不透明的被檢物體都適用。由于物鏡起了聚光鏡的作用，不僅便于操作，而且從低倍到高倍，可以實現整個視場的均勻照明。
6、相襯顯微鏡
在光學顯微鏡的發展過程中，相襯鏡檢術的發明成功，是近代顯微鏡技術中的重要成就。我們知道，人眼只能區分光波的波長（顏色）和振幅（亮度），對于無色通明的生物標本，當光線通過時，波長和振幅變化不大，在明場觀察時很難觀察到標本。相襯顯微鏡利用被檢物體的光程之差進行鏡檢，也就是有效地利用光的干涉現象，將人眼不可分辨的相位差變為可分辨的振幅差，即使是無色透明的物質也可成為清晰可見。這大大便利了活體細胞的觀察，因此相襯鏡檢法廣泛應用于倒置顯微鏡中。
7、倒置顯微鏡
倒置顯微鏡組成和普通顯微鏡一樣，只不過物鏡與照明系統顛倒，前者在載物臺之下，后者在載物臺之上，是為了適應生物學、醫學等領域中的組織培養、細胞離體培養、浮游生物、環境保護、食品檢驗等顯微觀察。由于上述樣品特點的限制，被檢物體均放置在培養皿（或培養瓶）中，這樣就要求倒置顯微鏡的物鏡和聚光鏡的工作距離很長，能直接對培養皿中的被檢物體進行顯微觀察和研究。因此，物鏡、聚光鏡和光源的位置都顛倒過來，故稱為"倒置顯微鏡"。由于工作距離的限制，倒置顯微鏡物鏡的大放大率為60X。一般研究用倒置顯微鏡都配置有4X、10X、20X、及40X相差物鏡，因為倒置顯微鏡多用于無色透明的活體觀察。如果用戶有特殊需要，也可以選配其它附件，用來完成微分干涉、熒光及簡易偏光等觀察。