Крім світлової та електронної мікроскопії існують фазово-контрастна, темнопольна (ультрамікроскопія), люмінесцентна, поляризаційна і ультрафіолетова мікроскопія.
Фазово-контрастна мікроскопія
Фазово-контрастна мікроскопія заснована на інтерференції світла: прозорі об’єкти, що відрізняються по показнику переломлення від навколишнього середовища, виглядають або як темні на світлому тлі (позитивний контраст), або як світлі на темному тлі (негативний контраст).
Фазово-контрастна мікроскопія застосовується для вивчення живих мікроорганізмів і кліток у культурі тканини.
Темнопольна мікроскопія (ультрамікроскопія)
Темнопольна мікроскопія (ультрамікроскопія) заснована на розсіюванні світла мікроскопічними об’єктами (у тому числі тими, розміри яких менше межі дозволу світлового мікроскопа). При темнопольній мікроскопії в об’єктив попадають тільки промені світла, розсіяного об’єктами при бічному висвітленні (аналогічно ефекту Тиндаля, прикладом якого є виявлення порошин у повітрі при висвітленні вузьким променем сонячного світла). Прямі промені від освітлювача в об’єктив не попадають.
Об’єкти при темнопольній мікроскопії виглядають яскраво світними на темному тлі.
Застосовується темнопольна мікроскопія переважно для вивчення спірохет і виявлення (але не вивчення морфології) великих вірусів.
Люмінесцентна мікроскопія
В основі люмінесцентної мікроскопії лежить явище люмінесценції, тобто здатності деяких речовин світитися при опроміненні їх короткохвильової (синьо-фіолетової) частиною видимого світла або ультрафіолетових променів з довжиною хвилі, близької до видимого світла.
Люмінесцентна мікроскопія використовується в діагностичних цілях для спостереження живих чи фіксованих мікроорганізмів, пофарбованих люмінесцентними барвниками (флюорохромами) у дуже великих розведеннях, а також при виявленні різних антигенів і антитіл за допомогою іммунофлюоресцентного методу.
Поляризаційна мікроскопія
Поляризаційна мікроскопія заснована на явищі поляризації світла і призначена для виявлення об’єктів, що обертають площину поляризації.
Поляризаційна мікроскопія застосовується в основному для вивчення мітозу.
Ультрафіолетова мікроскопія
В основі ультрафіолетової мікроскопії лежить здатність деяких речовин (ДНК, РНК) поглинати ультрафіолетові промені. Вона дає можливість спостерігати і кількісно встановлювати розподіл цих речовин у клітці без спеціальних методів фарбування. В ультрафіолетових мікроскопах використовується кварцова оптика, що пропускає ультрафіолетові промені.