應用顯微鏡一般是先通過低倍顯微鏡觀察整體形貌和缺陷，然后用高倍顯微鏡進一步確認缺陷，比如裂紋，斷裂，沾污，變形等異常，數碼顯微鏡廠家常用的顯微鏡的照明觀測方式有明場，暗場，干涉照明，偏振光，熒光顯微鏡等。

明場照明：

顯微鏡明場照明的圖像是由反射光形成的，光源的入射光垂直射向樣品表面，從樣品表面反射后重新進入物鏡，大部分的反射光線會返回，因而照明強度大，適用于表面平整的樣品，明場觀測到的發暗的或者不清晰的區域可能是由于表面不平所致。

暗場照明：

入射光是以一定的角度發出的，這樣就可以使一些從側面或者不平的表面反射的光被光路系統接收，因而可以觀測到明場看不到的一些微觀形貌，能得到比較理想的圖像，即暗場照明是通過接收傾斜光和阻隔入射光來提供反差，對一些精細特征如空洞，裂縫和分層等進行檢查時比較有效。

偏振光：

偏振光照明是利用偏振器將入射光變為平面偏振光提供反差，偏振光將所有與分析儀不平行的光濾掉，此方法能提供各相異性金屬和相位的微觀結構反差。另外在失效分析中用的較多的是液晶熱點探測, 起偏器濾掉沒有極化的入射光，把極化的偏振光入射到樣品表面，將檢偏器進行轉動直到達到理想的對比度，找到液晶溫度異常點，即發暗的區域。

微分干涉照明：

微分干涉相襯顯微術，原理是將來自均勻的光源的光束分裂，一束光用作參考，另一束光則由樣品改變，然后組合成樣品的完整圖形，這個過程對圖形的微小變化及其敏感，尤其在較高的放大倍數下更明顯，它可以使樣品表面很細微的細節變得非常明顯，很多明場無法觀測到的細節得以觀測，比如存在凸凹結構的表面，利用差動干涉成像很有效。