用普通光学显微镜观察时，难以辨清这样物体的结构，必须借助于相差显微镜，使用固定和染色等理化方法，使样品和背景的透射光在波长或振幅上发生变化，即在颜色和亮度上有所差异，以供识别。 生物学研究经常要观察又薄又透明的样品，往往使用某种特定染料对细胞染色才可以观察到，而使用相差显微镜则不需要对样品进行处理就可以直接对细胞进行观察。相差显微镜能观察到透明样品的细节，适用于对活体细胞生活状态下的生长、运动、增殖情况及细微结构的观察。相差显微镜是微生物学、细胞生物学、细胞和组织培养、细胞工程、杂交瘤技术等现代生物学研究的必备工具。