在偏光顯微鏡中，平面偏光穿過雙折射材料，然后使用第二個偏光濾鏡收集以產生高對比度圖像。該技術在醫學，基礎生物學，工業等多個領域得到應用，并用于研究巖石礦物。
醫療應用
痛風診斷
痛風的發生是由于尿酸鹽結晶沉積在關節的滑液中，引起炎癥和疼痛。使用偏光顯微鏡檢查滑液以診斷痛風。引起痛風的尿酸鹽晶體具有負的細長光學特征，而引起假痛風的焦磷酸具有正的光學特征。偏振光顯微鏡上晶體方向和干涉色的這些差異用于區分這些晶體。
淀粉樣蛋白檢查
淀粉樣蛋白是由蛋白質的異常代謝產生的，導致其在細胞內聚集。這些蛋白質可以沉積在各種器官中，例如脾臟，肝臟，腎臟，腦等。在正常細胞中未觀察到這些聚集體。使用偏振光，這些淀粉狀蛋白結構可以被可視化。淀粉樣蛋白的存在通過在偏振光顯微鏡下出現亮綠色來確定。
在基礎生物學中的應用
因此，該技術為這些組織和細胞提供了一種高對比度成像的非侵入性方法。偏振光顯微鏡不需要任何造影劑或染料，可以以非侵入性的方式進行并產生高對比度的圖像。偏光顯微鏡用于觀察體內的幾種雙折射或雙折射結構，包括牙齒，橫紋骨，肌肉組織，神經元，紡錘體和放線菌素纖維。通過添加染料，可以使這些結構形成鮮明的對比。但是，由于這些是活體結構，因此此步驟會導致細胞死亡。
巖石檢查
偏振光顯微鏡可用于檢查巖石結構及其光學特性。該方法還可用于識別巖石內部的礦物。為此使用了兩種方法。
透射偏光顯微鏡
在這種方法中，使用鑿巖機切割一塊巖石。將一側拋光，然后使用粘合劑將樣品固定到載玻片上。隨后，對另一面也進行拋光，并使用香脂將其固定在保護玻璃上。
浸入方法
用這種方法，將巖石磨成細粉，然后撒在載玻片上。粉末被浸沒液體包圍，然后加入蓋玻片。但是，這種方法破壞了巖石的結構。優點是不需要準備薄巖石段。
工業應用
液晶體
液晶是具有介于液體和固體之間的特性的材料。偏光顯微鏡用于檢測液晶中特殊的光學圖案和相位缺陷。它們還可以用于確定晶體是光學正的還是負的。液晶延遲也可以使用偏光顯微鏡測量。
高分子材料
球晶是球形的透明雙折射材料，屬于大分子晶體。偏光顯微鏡可用于確定其密度和大小，進而確定強度和透明度。
食品化學品
偏振顯微鏡可用于確定黃油和奶油乳劑的光學各向異性，因為它們具有光學各向異性。因此，使用該方法，可以確定乳液條件或雜質的任何偏差。
玻璃和陶瓷
偏光顯微鏡可用于識別玻璃和陶瓷的顏色，形狀，衍射指數和晶體雜質，從而確定其質量和缺陷。
金屬制品
使用偏光顯微鏡對拋光的金屬樣品進行成分，表面雜質和性能的金屬檢查是可能的。
