首先，先让我们一起来看看荧光显微成像技术的发展，所谓荧光，指的是当分子受到光激发时，电子从基态跃迁到不稳定状态的激发态，电子从激发单重态的低振动能级回到基态并发出辐射的光，一般而言，荧光光谱主要包括两种，一种是激发谱，而另外一种则是发射谱，其中激发谱是荧光物质在不同波长的激发光作用下测得的某一波长处的荧光强度的变化情况，即不同波长的激发光的相对效率，而发射谱是某一固定波长的激发光作用下荧光强度在不同波长处的分布情况，即荧光中不同波长的光成分的相对强度。
受到光激发的分子，电子从基态跃迁到激发态，电子在吸收光的能量后，可能到达激发态的高振动能级或第二激发态，这个时候电子会经历内转换或驰豫振荡过程到达激发态的低振动能级。由于激发态是不稳定状态，电子从激发单重态的低振动能级回到基态并发出辐射。
荧光显微镜是由光源、滤板系统和光学系统等主要部件组成，是利用一定波长的光激发标本发射荧光，通过物镜和目镜系统放大以观察标本的荧光图像。
以徕卡荧光显微镜为例，荧光显微镜也是光学显微镜的一种，主要区别是二者的激发波长不同，由此决定了荧光显微镜与普通光学显微镜结构和使用方法上的不同。
1、照明方式通常为落射式，即光源通过物镜投射于样品上；
2、光源为紫外光，波长较短，分辨力率高于普通显微镜；
3、有两个特殊的滤光片，光源前的用以滤除可见光，目镜和物镜之间的用于滤除紫外线，用以保护人眼。
