熒光顯微鏡通過激發光源激發標本發出熒光，再通過物鏡、目鏡放大系統來觀測標本的熒光現象來進行生物研究。現在的熒光顯微鏡可以使用啟動快壽命長且波長多的LED熒光激發光源，但在LED之前，熒光顯微鏡還使用過以下激發光源：

　　汞燈，高壓汞燈是利用電極放電使水銀分子不斷解離、還原過程中發射光量子而發光，可以發射很強的紫外線和藍紫光，用來激發各種熒光物質，但光毒性很強。

　　氙燈，氙燈是利用高壓電流激活氙氣而形成的一束電弧光，可以用于不同波長之間的強度比較，激發在近紅外800-1000nm。

　　金屬鹵素燈，是在高壓汞燈的基礎上改善光色研發的一種高強氣體放電燈，光譜在350-450nm之間，具有體積小、發光效率高、色溫穩定、光衰小散熱更好且壽命更長特點。

　　LED相對于以上幾種激發光源，除了上面說的啟動快、壽命長、波長多的特點，還具備衰減快且精準，而且能大大減少光毒性。

　　顯微鏡+熒光激發光源可用于生物學（細胞、微生物）、生物醫學（病理、面議、腫瘤、遺傳）和材料科學，有助于準確和詳細地識別細胞和亞微觀細胞成分，觀察細菌GFP，研究轉基因生物：大米、種子、動物和植物；也被廣泛用于組織化學領域，以檢測常規顯微鏡無法看到的顆粒，例如神經遞質胺；在食品化學中用于評估產品中特定食品成分的存在、結構組織和空間分布；還可以用于熒光標記的大分子組裝體（例如細胞骨架蛋白）來研究運動和周轉率的技術；也能在礦物學領域使用，常用于研究煤炭、氧化石墨烯等礦物；還廣泛用于紡織工業來分析纖維尺寸，有助于研究基于纖維的材料，包括紙張和紡織品；不僅如此還可以用于熒光染料研究陶瓷孔隙率以及半導體研究領域。