光学显微镜可分为三类：正立显微镜、倒立显微镜、解剖显微镜。
正立显微镜
正立显微镜是光学显微镜的一种，在穿透光观察下，光源由机身下面经过聚光镜到达样品，再穿过位于样品上方的物镜，然后借由反射镜和透镜到达观察者的眼睛或其他成像仪器。正立显微镜物镜和聚光镜中间的空间较小，适用于正立显微镜观察的物品，通常较薄，可夹于玻片中。正立显微镜的优点是结构简单，因此一般显微镜多属此类。
倒立显微镜
倒立显微镜是显微镜的一种，在穿透光观察下，明视野用之照明光源和聚光镜是来自机身上方，光线穿过聚光镜到达样品，再穿过位于样品下方的物镜，然后借由反射镜和透镜到达观察者的眼睛或成像仪器。对萤光显微镜而言,萤光激发光源和物镜同位于底部。由于激发光源可以是高功率大型雷射光源或弧光灯,倒立式的设计更能稳定显微镜镜的结构。倒立显微镜常用于观察培养中的细胞或组织，特别是应用在萤光的生物样品上。
解剖显微镜
解剖显微镜，又被称为实体显微镜或立体显微镜，是为了不同的工作需求所设计的显微镜。利用解剖显微镜观察时，进入两眼的光各来自一个独立的路径，这两个光路径夹了一个小小的角度，因此在观察时，样品可以呈现立体的样貌。
