Fluoreszenzmikroskopie nutzt die strahlungsinduzierte Emission markierter oder intrinsisch fluoreszierender Spezies zur bildgebenden Kontrastierung. In den Materialwissenschaften erlaubt sie die ortsaufgelöste Detektion von Phasen, Defekten, Spannungsfeldern und Transportprozessen (z.B. Ionen, Moleküle) in Polymeren, Gläsern, Biomaterialien und Hybridwerkstoffen. Erweiterte Techniken (Konfokal-, Superauflösungs-, Zeitauflösungsmikroskopie) liefern 3D- und dynamische Informationen.