Fluorescencijski mikroskop je mikroskop koji se koristi za ispitivanje uzoraka s luminiscentnim svojstvima ili uzoraka koji su pripremljeni sa tvarima koje stvaraju luminescentna svojstva. U ovoj vrsti mikroskopije, sam uzorak je izvor svjetlosti. Pomoću fluorescentnog mikroskopa može se prikupiti velik dio informacija, a ti se mikroskopi također mogu koristiti za stvaranje zapanjujućih slika na kojima su jasno vidljive detaljne strukture.
Ovi mikroskopi iskorištavaju svojstva određenih kemijskih spojeva. Kada ih pobuđuje svjetlo odgovarajuće valne duljine, klasično ultraljubičasto svjetlo, ove kemikalije će zasvijetliti. Ako je luminescencija kratka, poznata je kao fluorescencija, dok se dulje razdoblje luminescencije nakon ekscitacije naziva fosforescencija. U oba slučaja, boja luminescencije će varirati, ovisno o uključenim kemikalijama, kao i točna duljina razdoblja luminescencije.
U fluorescentnom mikroskopu svjetlost određene valne duljine prolazi kroz specijalizirani mikroskopski kondenzator koji fokusira svjetlost u vrlo uski snop. Kada svjetlost udari u uzorak, luminiscentni spojevi se pobuđuju i počinju emitirati svjetlost. Uz korištenje dikroičnog zrcala koje filtrira snop svjetlosti koji se koristi za pobuđivanje uzorka, istraživač može jasno vidjeti luminescenciju i zabilježiti njezina svojstva, ili fotografirati uzorak na pozornici mikroskopa za buduću referencu.
Budući da je svjetlo koje se koristi u fluorescentnom mikroskopu često potencijalno opasno za oči, obično je potrebno koristiti polarizacijski filtar na okularu kako mikroskop ne bi oštetio oči korisnika. Polarizacijski filtri se također mogu koristiti za korekciju boje, odnosno za povećanje kontrasta, tako da je luminiscencija jasnije vidljiva. Kao i kod drugih mikroskopa, jasnoća slike može se podesiti fokusiranjem komponenti mikroskopa, a po potrebi se razina povećanja može podići ili sniziti.
U nekim slučajevima, uzorak može biti prirodno luminiscentan, kao u slučaju nekih minerala koji će fluorescirati ili fosforescirati pod svjetlom određene valne duljine. Uzorci se također mogu označiti molekulama poznatim kao fluorofori. Ove molekule mogu ciljati specifične strukture unutar uzorka, stvarajući fluorescentnu sliku značajnih struktura kada je uzorak pobuđen svjetlom u mikroskopu.
Fluorescencijski mikroskop može biti skupa kupnja, osobito u slučaju visokokvalitetnih mikroskopa. Općenito je pravilo da je ova vrsta mikroskopije dostupna samo u vrlo dobro opremljenim laboratorijima.