Fluoreszenzmikroskopie nutzt die Emission von Fluorophoren nach angeregter Absorption zur hochspezifischen Bildgebung. In den Materialwissenschaften erlaubt sie die Kartierung von Spannungs‑ oder Temperaturfeldern mittels Sensordyes, das Tracking von Diffusionsprozessen, die Visualisierung von Polymerphasen, Defekten oder biologischen Zellen auf Materialien. Erweiterte Verfahren wie Konfokal- und Superauflösungsmikroskopie steigern axiale Auflösung und Lokalisierungsgenauigkeit.