O microscópio é uma das ferramentas mais importantes do microbiologista. Foi inventado em 1600, quando Anton van Leeuwenhoek construiu um modelo simples de tubo, lente de aumento e palco para fazer as primeiras descobertas visuais de bactérias e células sanguíneas circulantes. Atualmente, a microscopia é essencial na área médica para fazer novas descobertas celulares, e os tipos de microscópios podem ser classificados com base nos princípios físicos que eles usam para gerar uma imagem.
Microscópios de Luz

Alguns dos mais escopos comuns encontrados em laboratórios usam luz projetada visível para iluminar e ampliar um objeto. O escopo de luz mais básico, um dissecador ou estereomicroscópio, permite a visualização de um organismo inteiro de uma só vez, mostrando detalhes como as antenas de uma borboleta com ampliação de 100x a 150x. Os escopos compostos, usados para obter mais detalhes celulares, contêm dois tipos de lentes que funcionam para ampliar organismos unicelulares de 1000 a 1500 vezes. Mais especializados são os microscópios de campo escuro e de contraste de fase, que dispersam a luz para capturar não apenas as células vivas, mas também partes internas da célula, como as mitocôndrias.
Microscópios Fluorescentes

O microscópio fluorescente ou confocal usa luz ultravioleta como fonte de luz. Quando a luz ultravioleta atinge um objeto, ele excita os elétrons do objeto, emitindo luz em várias cores, o que pode ajudar a identificar bactérias dentro de um organismo. Ao contrário dos escopos compostos e dissecantes, os microscópios fluorescentes mostram o objeto através de um orifício confocal, de modo que uma imagem completa da amostra não é mostrada. Isso aumenta a resolução desligando a luz fluorescente externa e criando uma imagem tridimensional limpa da amostra.
Microscópios Eletrônicos

A fonte de energia usada no microscópio eletrônico é um feixe de elétrons. O feixe tem um comprimento de onda excepcionalmente curto e aumenta a resolução da imagem significativamente em microscopia óptica. Objetos inteiros são revestidos em ouro ou paládio, o que desvia o feixe de elétrons, criando áreas escuras e claras como imagens em 3D visualizadas em um monitor. Detalhes como as intrincadas conchas de sílica das diatomáceas marinhas e os detalhes da superfície dos vírus podem ser capturados. Tanto os microscópios eletrônicos de transmissão (TEM) quanto os mais recentes microscópios eletrônicos de varredura (SEM) se enquadram nessa categoria especializada de microscopia.
Microscópios de Raios-X

Como o nome sugere, esses microscópios usam um feixe de X- raios para criar uma imagem. Ao contrário da luz visível, os raios X não refletem ou refratam facilmente e são invisíveis ao olho humano. A resolução da imagem de um microscópio de raios X fica entre a de um microscópio óptico e a de um microscópio eletrônico, e é sensível o suficiente para determinar a colocação individual de átomos nas moléculas de um cristal. Em contraste com a microscopia eletrônica, em que o objeto é seco e fixado, esses microscópios altamente especializados são capazes de mostrar células vivas.