全自動顯微鏡是一款無窮遠熒光顯微鏡，它是光學顯微鏡的一種，是在某些光學顯微鏡的基礎上添加一個熒光組件，可以將一些經過特殊處理的細胞進行熒光激發而后得到比較有特色的熒光照片。原理是用特定波長的激發光照射樣品，使之發出熒光，從而讓觀察者對樣品的內部結構進行觀察。光學顯微鏡則是利用透鏡組合將物體放大幾百至千倍進行觀察。一般如果被觀察物是透明的，或者內部結構不能很好地從顏色上進行很好的區分，那么熒光顯微鏡是一個不錯的選擇，能夠解決普通顯微鏡無法觀察透明物質的問題。
 

　　用于研究應用的全自動顯微鏡都是基于一套光學濾光片而工作：一個激發濾光片、一個分束片和一個發射濾光片。這些過濾片通常是一起插在濾光塊(復合顯微鏡)或在一個扁平的盛放器(主要是立體顯微鏡)中。激發濾光片會選擇波長來激發標本內一個特定的染料，發射濾光片作為一種質量控制，只讓特定的熒光團發射的波長通過。二向分色鏡是用來反射激發帶中的光并在發射帶中傳遞光，從而產生經典的熒光入射光。熒光是生物和分析顯微鏡中常用的物理現象之一，主要是因為它具有靈敏度高、特異性強的特點。
 

　　熒光是冷發光的一種形式。全自動顯微鏡甚至允許用戶決定單個分子種類的分布、數量及其在細胞內的位置。可以實現共區域化和相互作用的研究，離子濃度以及觀察細胞內間的胞吞和胞吐過程。借助超分辨率熒光顯微鏡，甚至可以成像亞分辨率結構。