一般人的視力最多只能觀察大小相等於100微米物體，即約一根頭髮的厚度。然而，許多病毒、微生物非肉眼所能看見，顯微鏡的發明實為科學研究帶來不可多得的貢獻。現代的光學顯微鏡能用於研究細胞結構、發現微生物、觀察動、植物及真菌的結構，從而開拓科學上未知的領域。
外科手術涉足的身體結構（如血管、神經）較為精細，單憑醫生雙眼未必能夠準確觀看，故需採用手術顯微鏡，把影像放大四至四十倍，有助醫生清晰無誤施行手術。有時甚至加入機械臂，使醫生的手術動作更精準。
手術顯微鏡的應用範圍廣泛，可用於游離組織轉移、血管再生、身體部分移植及神經手術等。以游離組織轉移為例，病人某些身體部分可能因受傷、腫瘤切除或先天性組織缺陷而需要重建。醫生會先選擇病人身體另一部位作為「供應區」，再在顯微鏡協助下把皮膚、肌肉、脂肪及骨頭等組織從原本地方分離，再移植到「重建區」修補。
在微細的環境工作，除有顯微鏡協助外，醫生亦要心靜手定、有耐力及足夠應付長時間施行手術的強健體魄，才可在微型世界中得心應手。
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香港大學李嘉誠醫學院矯形及創傷外科學系名譽臨床副教授馮國強醫生