偏光顯微鏡是研究晶體光學性質的重要儀器，同時又是其他晶體光學研究法(油浸法、弗氏臺法等)的基礎。
偏光顯微鏡是利用光的偏振特性對具有雙折射性物質進行研究鑒定的必備儀器,可做單偏光觀察，正交偏光觀察，錐光觀察。將普通光改變為偏振光進行鏡檢的方法，以鑒別某一物質是單折射（各向同行）或雙折射性（各向異性）。
雙折射性是晶體的基本特征。因此，偏光顯微鏡被廣泛地應用在礦物、化學等領域。在人體及動物學方面，常利用偏光顯微術來鑒別骨骼、牙齒、膽固醇、神經纖維、腫瘤細胞、橫紋肌和毛發等。以下是偏光顯微鏡的應用領域。