กล้องจุลทรรศน์มีตั้งแต่กล้องจุลทรรศน์แบบเลนส์เดี่ยวแบบธรรมดาไปจนถึงแบบซับซ้อนที่มีระบบภาพ กล้องจุลทรรศน์แตกต่างกันไปตามความละเอียด กำลังขยาย วิธีการส่องสว่าง ประเภทของภาพ มุมมอง ระดับของการทำงานอัตโนมัติ เป็นต้น กล้องจุลทรรศน์สามารถจำแนกได้อย่างกว้างๆ เป็นแสง อิเล็กตรอน และคอนโฟคอล ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดรังสี กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงใช้แสงที่มองเห็นเป็นแหล่งกำเนิดรังสี 

กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงสามารถจำแนกได้อีก

เป็นกล้องจุลทรรศน์สเตอริโอและกล้องจุลทรรศน์แบบผสม กล้องจุลทรรศน์สเตอริโอเป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นกล้องจุลทรรศน์แบบผ่าซึ่งสามารถให้มุมมอง 3 มิติของวัตถุได้ กล้องจุลทรรศน์แบบผสมให้มุมมอง 2 มิติของวัตถุที่สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในห้องปฏิบัติการ กล้องจุลทรรศน์คอนทราสต์เฟสและกล้องจุลทรรศน์สนามมืดปรับเปลี่ยนหลักการของกล้องจุลทรรศน์แบบแสงเพื่อเพิ่มคุณภาพการมองเห็นของชิ้นงาน 

กล้องจุลทรรศน์แบบแช่น้ำมันใช้น้ำมันระหว่างเลนส์และชิ้นงานเพื่อเพิ่มกำลังขยายกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเป็นชนิดที่ซับซ้อนซึ่งใช้กระแสของอิเล็กตรอนเป็นแหล่งกำเนิดรังสีแทนแสง สิ่งเหล่านี้สามารถรับประกันการขยายในระดับที่สูงขึ้นและใช้อย่างมีประสิทธิภาพในด้านธรณีวิทยา การแพทย์ และโบราณคดี กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านใช้เพื่อขยายรายละเอียดภายในของชิ้นงานโดยใช้ลำแสงอิเล็กตรอน ภาพ 3 มิติของพื้นผิวชิ้นงาน

สามารถวิเคราะห์ได้โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด 

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านแบบส่องกราดเป็นการดัดแปลง ซึ่งจะสแกนวัตถุในอัตราที่เร็วกว่า กล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอลเป็นระบบอัตโนมัติอย่างมาก และใช้เลเซอร์เป็นแหล่งกำเนิดรังสี กล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนต์กระตุ้นชิ้นงานที่ย้อมด้วยรังสีพิเศษเพื่อให้ภาพที่สว่างขึ้น กล้องจุลทรรศน์โพรบสแกนเป็นกลุ่มของกล้องจุลทรรศน์ซึ่งสร้างภาพโดยการสแกนชิ้นงานโดยใช้โพรบทางกายภาพ กล้องจุลทรรศน์โพรบแบบสแกนส่วนใหญ่ประกอบด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดอุโมงค์ กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม

กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงสแกนระยะใกล้ เป็นต้น สิ่งเหล่านี้มีการใช้งานที่ยอดเยี่ยมในนาโนเทคโนโลยี กล้องจุลทรรศน์แบบอิงตามแรงแม่เหล็ก ไมโครเวฟ อะคูสติก ฯลฯ ก็มีจำหน่ายเช่นกัน กล้องจุลทรรศน์แบบอนุมานใช้กับวัตถุที่โปร่งใสสมบูรณ์ซึ่งมองไม่เห็นด้วยกล้องจุลทรรศน์ธรรมดา ในการใช้งานประจำวัน กล้องจุลทรรศน์ถูกจำแนกตามจำนวนเลนส์ ได้แก่ ตาเดียว กล้องสองตา และเลนส์สามตา