Люминесцентная микроскопия (флюоресцентная микроскопия) — метод световой микроскопии, позволяющий наблюдать первичную или вторичную люминесценцию микроорганизмов. Люминесценция (от лат. lumen, luminis — свет) — особый вид свечения, которое возбуждается коротковолновой частью видимого света либо ультрафиолетовыми лучами. Принцип работы этого микроскопа основан на явлении люминесценции. Для получения изображения объектов их обрабатывают флюорохромами флюорохромами (акридиновый оранжевый, ФИТЦ, бромид этидия и др.), которые при возбуждающем облучении коротковолновой частью спектра светятся цветами с большей длиной волны (зеленым, оранжевым и др.). В люминесцентном микроскопе изучают как живые, так и убитые микробы (с "сухой" или иммерсионной системами). Люминесцентная микроскопия позволяет получить контрастное цветное изображение, обнаружить малое количество микробов, изучить их структуру и химический состав, использовать метод иммунофлюоресценции.
Люминесцентная микроскопия окрашенных флюорохромами фиксированных препаратов используется для обнаружения микобактерий, гонококков, возбудителя дифтерии, малярии в мазках крови и др.