微分干涉顯微鏡利用的是偏振光，這些光經棱鏡折射后分成兩束，在不同時間經過樣品的相鄰部位，然后在經過另一棱鏡將這兩束光匯合，從樣品中厚 度上的微小區別就會轉化成明暗區別，增加了樣品反差并且具有很強的立體感。微分干涉顯微鏡能使細胞核及較大的細胞器如線粒體等具有較強的立體感，比較適合于顯微操作。目前多用于基因注入、核移植、轉基因動物等生物工程 的顯微操作。將微分干涉差顯微鏡接上錄象機，可以觀察活細胞中的顆粒及細胞器的運動。
微分干涉顯微鏡的特點：
1、對金相樣品的制備要求降低，對于某些樣品，甚至只需拋光而不必腐蝕處理即可進行觀察。優點是可以觀察到樣品表面的真實狀態，如將試樣拋光后在真空下發生馬氏體相變，不用腐蝕就可以觀察到馬氏體的相變浮凸。
2、所觀察到的表面具有明顯的凹凸感，呈浮雕狀，樣品各組成相間的相對層次關系都能顯示出來，對顆粒、裂紋、孔洞以及凸起等都能作出正確的判斷，提高了金相檢驗準確性，同時也增加了各相間的反差。
3、用微分干涉相襯法觀察樣品，會看到明場下所看不到的許多細節，明場下難于判別的一些結構細節或缺陷，可通過微分干涉進行反差增強而容易判斷。
4、微分干涉相襯法基于傳統的正交偏光法，又巧妙地利用了在渥拉斯頓棱鏡基礎上改良的DIC 棱鏡和補色器(λ-片)等，使所觀察的樣品以光學干涉的方法染上豐富的色彩，從而可利用彩色膠卷或者數碼產品(CCD 攝像頭以及數碼相機)進行彩色金相顯微攝影。由于微分干涉相襯得效果與樣品細節的浮雕像以及色彩都是可以調節的，因而比正交偏光更為*。
