原理：活细胞和未染色的生物标本，因细胞各部细微结构的折射率和厚度的不同，光波通过时，波长和振幅并不发生变化，仅相位发生变化(振幅差)，这种振幅差人眼无法观察。而相差显微镜通过改变这种相位差，并利用光的衍射和干涉现象，把相差变为振幅差来观察活细胞和未染色的标本。
相差显微镜和普通显微镜的区别是：用环状光阑代替可变光阑， 用带相板的物镜代替普通物镜，并带有一个合轴用的望远镜。相差显微镜一般都具有明场显微镜的功能。
测试一：通过图片来对比相差和明场，样品呈现出的不同效果，样品由广西民族大学某实验室提供。(设备：奥林巴斯CKX41;相机：广州明美显微成像系统MC25;样品：培养瓶内的细胞)
使用10倍的明场物镜，细胞的形态并不清晰
使用10倍的相差聚光镜和物镜，细胞以浮雕感的形态清晰地呈现
所以：需要做细胞培养的科学实验，相差显微镜是必不可少的基础工具。
测试二，使用平场物镜和相差物镜拍摄荧光染色细胞，图像有何区别： (设备：奥林巴斯CKX41;相机：广州明美显微成像系统MC25;样品：培养瓶内的细胞)
使用10倍平场物镜的细胞荧光染色图片
使用10倍相差物镜拍摄的细胞荧光图片
可以得出：使用平场物镜拍摄荧光图片亮度更亮。原因是相差物镜内含有相差环，会阻挡部分光线。建议在拍弱荧光时，务必使用平场物镜。
