Mikroskopet er et av de viktigste verktøyene til mikrobiologen. Den ble oppfunnet på 1600-tallet da Anton van Leeuwenhoek bygde på en enkel modell av et rør, forstørrelseslinse og scene for å gjøre de første visuelle oppdagelsene av bakterier og sirkulerende blodceller. I dag er mikroskopi viktig innen det medisinske feltet for å gjøre nye cellulære funn, og typene mikroskop kan klassifiseres ut fra de fysiske prinsippene de bruker for å generere et bilde.
Lysmikroskop
Noen av de vanligste omfangene som finnes i laboratorier, bruker synlig projisert lys for å belyse og forstørre et objekt. Det mest grunnleggende lysomfanget, et dissekerings- eller stereomikroskop, gjør det mulig å se på en hel organisme samtidig, mens du viser detaljer som antennene til en sommerfugl i 100x til 150x forstørrelse. Sammensatte omfang, som brukes til større cellulære detaljer, inneholder to typer linser som fungerer for å forstørre encellede organismer 1000 til 1500 ganger. Mer spesialisert er mørke felt- og fasekontrastmikroskop, som sprer lys for å fange ikke bare levende celler, men til og med indre celledeler, som mitokondrier.
Fluorescerende mikroskop
Det fluorescerende eller konfokale mikroskopet bruker ultrafiolett lys som sin lyskilde. Når ultrafiolett lys treffer et objekt, begeistrer det elektronene til objektet og avgir lys i forskjellige farger, noe som kan bidra til å identifisere bakterier i en organisme. I motsetning til sammensatte og dissekere omfang viser fluorescerende mikroskop objektet gjennom et konfokalt pinhull, så et komplett bilde av prøven vises ikke. Dette øker oppløsningen ved å stenge ut eksternt lysrør og bygge et rent tredimensjonalt bilde av prøven.
Elektronmikroskoper
Energikilden som brukes i elektronmikroskopet, er en elektronstråle. Strålen har en usedvanlig kort bølgelengde, og øker oppløsningen til bildet betydelig over lysmikroskopi. Hele gjenstander er belagt i gull eller palladium, som avbøyer elektronstrålen, og skaper mørke og lyse områder som 3D-bilder sett på en skjerm. Detaljer som de intrikate silisiumdekselskallene fra marine kiselalger og overflatedetaljer om virus kan fanges opp. Både overføringselektronmikroskop (TEM) og de nyere skanningelektronmikroskopene (SEM) faller inn i denne spesialiserte mikroskopikategorien.
Røntgenmikroskop
Som navnet antyder, bruker disse mikroskopene en stråle av røntgenstråler for å lage et bilde. I motsetning til synlig lys reflekterer eller brytes røntgenstråler ikke lett, og de er usynlige for det menneskelige øye. Bildeoppløsningen til et røntgenmikroskop faller mellom det til et optisk mikroskop og det til et elektron mikroskop, og er følsom nok til å bestemme den individuelle plasseringen av atomer i molekylene til a krystall. I motsetning til elektronmikroskopi, hvor objektet tørkes og fikseres, er disse høyt spesialiserte mikroskopene i stand til å vise levende celler.