斯托克斯转移
荧光的一个重要特征是Stokes位移。它描述了激发光子和发射光子在能级上的差异。荧光色素发出的光子的波长比激发光子的波长大。这是由于在荧光色素被激发后，但在它释放光子之前，向周围释放能量。由此产生的波长偏移使得区分激发光和发射光成为可能。能量的吸收和发射可以看作是一个分子物种的特定特征。
荧光显微镜
荧光显微镜（直立或倒置）类似于普通的光学显微镜，不同之处在于，通过激光作为单色光提供照明或像汞蒸汽或氙弧灯的明亮和强大的光源提供。此外，它包含激励滤波器和发射滤波器。激发过滤器仅透射能够用其特定染料激发样品的光。样品发射的光必须在到达检测器之前通过发射过滤器。发射滤光器仅用于具有不同波长的光的半透明，如样品发出的光。
近年来，led(发光二极管)也被用作荧光显微镜的光源。发光二极管发出的光的波长取决于用于生产的材料。然而，在大多数情况下，需要一个激励滤波器，因为led经常发出一个相当宽的波长范围的光。
大多数荧光显微镜是外部荧光显微镜。照明器和物镜位于样品的同一侧，光不会通过样品。除了激励和发光滤波器之外，这种荧光显微镜需要二向色镜。二向色镜允许一定波长的光线通过，而其他波长的光被反射。过滤器和二向色镜通常在过滤器立方体中插入。
所述激发光通过所述激发滤光片并指向所述二向色镜。这将光线通过物镜反射到标本上。标本中的荧光色素被激发并发出光子。这种发射光通过物镜返回到二色镜。发出的光具有适当的波长并能够通过。被试样反射的激发光不能通过二色镜而被阻挡。如果激发光能够通过二色镜，那么当它到达发射滤光片时就会被阻挡。通过发射滤光片的光可以用探测器测量。
不同类型的过滤器用于荧光显微镜。频带通行证，可以区分长通和短通滤波器。带通滤波器发射波长带，而具有更大或更小的波长的光将被阻挡。长通和短通滤波器是边缘过滤器。长通滤波器传输长波长的光。具有高于某个截止值的波长的光不能通过。相反，短通滤波器传输短波长并块长。
荧光显微镜的不同技术
荧光显微镜应用广泛，特异性强。各种技术使解决不同的问题成为可能，甚至可以绕过恩斯特阿贝所描述的衍射极限。
一个分子物种的定位可以通过细胞器的共同染色来确定，例如细胞骨架或细胞膜。共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)可以观察样品的区域没有信号从焦平面外部，并允许光学切片。整体内反射(TIRF[）显微镜是一种允许观察靠近细胞表面的薄区域的技术。蒸发田激发该区域的荧光料。
用于观察分子物种的动态的技术是光漂白后的荧光恢复（Frap.)．在限定区域内的荧光染料被光漂白，并且未漂白分子进入该区域的扩散可以被测量。相互作用研究可以通过荧光能量转移(烦恼）显微镜。兴奋的供体色团可以将能量转移到受体荧光色谱并激发它。只有在两者都非常紧密地聚集，这才是可能的。如果这些染料偶联到不同的蛋白质，如果蛋白质相互作用，它们只能能够转移能量和荧光。
允许亚分辨率图像的技术是受激发射耗竭(st)显微镜、基态耗尽(GSD)显微镜、单分子和基态耗尽显微镜，然后单个分子返回(GSDIM）和光活化的定位显微镜（棕榈）随机光学重建显微镜（风暴)．用于这些技术的亚分辨率显微镜也被称为纳米显微镜，因为它们能在纳米尺度上分辨图像。
