ניתן לחלק את מיקרוסקופי הקרינה לשני סוגים בהתאם לעקרון הנתיב האופטי:
1. מיקרוסקופ פלואורסצנציה של העברה
מיקרוסקופי פלואורסצנציה ישנים יותר משתמשים באור זרקור כדי לרגש את הקרינה על ידי העברת מקור האור העירור דרך חומר הדגימה. היתרון שלו הוא פלואורסצנציה חזקה בהגדלה נמוכה, אך החיסרון שלו הוא שהפלואורסצנטיות שלו פוחתת עם הגדלת ההגדלה. כך שהוא מתאים רק להתבוננות בחומרי דגימה גדולים יותר.
2. מיקרוסקופ פלואורסצנציה נופלת
אור העירור נופל מהעדשה האובייקטיבית אל פני הדגימה, תוך שימוש באותה עדשה אובייקטיבית כמו מעבה הארה והעדשה האובייקטיבית לאיסוף פלואורסצנט.
יש להוסיף נתיב אופטי, המהווה זווית של 45 מעלות עם הציר האופטי. אור העירור בא לידי ביטוי בעדשה האובייקטיבית ומתמקד במדגם. הקרינה הנוצרת על ידי הדגימה, כמו גם אור העירור המשתקף משטח העדשה האובייקטיבית וכיסוי זכוכית, הזן את העדשה האובייקטיבית בו זמנית וחוזרים למפצל קרן הצבע הכפול כדי להפריד בין אור העירור והפלואורסצנציה. לאחר מכן נחסמת אור העירור הנותר על ידי ספיגת הסינון. אם משתמשים בשילובים שונים של מסנני עירור, מפרידי קרני צבע כפולים ומסננים חסימה, הם יכולים לענות על הצרכים של מוצרי תגובה פלואורסצנטיים שונים.
היתרונות של מיקרוסקופ פלואורסצנטי זה הם תאורת שדה אחידה, הדמיה ברורה וקרינה חזקה יותר עם הגדלה גדולה יותר.
3. מיקרוסקופ ניגודי פאזה
מיקרוסקופ ניגודי פאזה הוא מיקרוסקופ שיכול להמיר את הפרש הפאזה (או הפרש נתיב אופטי) שנוצר כאשר האור עובר דרך אובייקט למשרעת (עוצמת האור) משתנה. משמש בעיקר להתבוננות בתאים חיים, קטעי רקמות לא מוכתמים או דגימות מוכתמות חסרות ניגודיות.
העין האנושית יכולה רק להבחין בשינויים באורך הגל (צבע) ומשרעת האור הנראה, אך אינה יכולה להבחין בשינויים בשלב. מרבית הדגימות הביולוגיות שקופות ביותר, ומשרעת גלי האור נותרה בעצם ללא שינוי לאחר שעברו, עם שינויים בשלב בלבד.
מיקרוסקופ הניגודיות שלב ממירה למעשה את הפרש הנתיב האופטי של האור הנראה העובר דרך הדגימה להבדל משרעת, ובכך משפר את הניגודיות בין מבנים שונים והופך אותם לבהירים ונראים לעין. לאחר שעבר את הדגימה, האור עובר שבירה, סוטה מהנתיב האופטי המקורי ומתעכב על ידי 1/4 λ (אורך גל). אם הפרש הנתיב האופטי מוגבר או יורד על ידי 1/4 λ נוסף, הפרש הנתיב האופטי הופך ל 1/2 λ, וההפרעה בין שתי קורות האור עולה או יורדת לאחר שילוב הציר, ומשפרת את הניגודיות.
