Флуоресценциялық микроскопияның негізінде флуоресценция құбылысы, яғни ұлпалыққұрылымдардың атомдары мен молекулаларының қысқа толқынды ультракүлгін сәулені жұтып,қозған күйіне айналуы жатады. Флуоресценциялық микроскопта флуоресценцияны қоздыру үшін, жарық көзі (таяу ультракүлгін және көк-күлгін сәулелер) ретінде сынып немесе ксенон шамдарын қолданады. Қозған күйінен қалыпты жағдайына кері қайтқанда, ультракүлгін сәулені жұтқан заттар толқын ұзындығы бастапқыдан да жоғары жарық шашады. Мұндай біріншілік немесе өздік деп аталатын флуоресценция өте әлсіз болады. Оны күшейту үшін преператты алдын-ала флуоресценциялық бояулармен, яғни флуорхромдармен өндейді. Олар жасушаның және жасуша аралық заттың әртүрлі құрылымдармен және заттармен арнайы байланысады. Мысалы, акридин қызғылт-сары ДНҚ-мен байланысып, флуоресценциялық микраскопта - сары-жасыл, ал, РНҚ-мен байланысып, қызыл немесе қызғыл-сарытүсті болады. Сонымен жарқыраудың спектрлік құрамы объекттің ішкі құрылысы және оның химиялық құрамы туралы мәлімет береді.
