包括癌症在内的各种疾病都需要手术作为主要的治疗方法。外科医生准确操作的一个关键因素是解剖结构的清晰可视化。然而这绝非易事。一方面，一些解剖结构非常小，从毫米到微米不等， 并且它们可能与其他器官或组织非常接近。10这些结构的清晰视图需要远超人眼的分辨率。另一方面，在神经外科、耳鼻喉 手术和牙髓病学中非常常见的狭窄腔和深通道中缺乏照明会导致模糊的可视化阴影。可视化不良可能导致对解剖结构或附近器官的不当操作，从而影响手术效果，减少器官保存，甚至造成危及生命的后果。因此，足够的放大倍率和适当的照明对于手术的成功至关重要。
在医用显微镜出现之前，外科医生一直在使用安装在眼镜或头带上的各种放大系统。这些系统可以分为三类，即单镜头放大镜、棱镜双目放大镜和望远镜系统。单镜放大镜使用凸透镜进行放大，放大倍率固定，工作距离很短。为了在更长的工作距离上获得更大的放大倍率，望远镜系统开始使用。头个封闭的伽利略望远镜系统有一个3×放大倍率和 15 厘米的工作距离。1952 年引入的基勒伽利略系统有一个2×放大 25 厘米。此外，一套五种不同的望远镜，可以通过螺丝分别固定在眼镜架上，提供从1.75×至9×工作距离为 34 至 16.5 厘米。使用棱镜目镜和透镜来实现立体视觉的双筒放大镜首先由 Westien 开发，并由 von Zehender 修改用于眼睛检查。后来，卡尔蔡司公司推出了工作距离为25厘米的双筒放大镜，为现代显微手术打开了大门。但是，由于缺少支撑结构，头戴式放大系统会出现聚焦不稳定的问题。此外，增加放大倍率或增加光源也会增加系统的尺寸和重量，从而降低外科医生佩戴的舒适度。
医用显微镜，也称为手术显微镜，是一种专门设计用于手术环境的光学显微镜，尤其是显微手术所必需的。虽然复式显微镜是在 1590 年发明的并在 17 世纪后期用于检查伤口和疤痕由于色差和球面像差，它有几个限制，包括重量大、尺寸大和图像质量低。因此，尽管放大倍数很高，但直到找到解决像差的方法后，它才被广泛应用于临床应用。19世纪末，恩斯特·阿贝提出数值孔径，大大提高了显微镜的分辨率。后来，单目和双目显微镜与三脚架和附加光源合并，用于各种检查。然而，直到 1921 年，单筒显微镜才真正进入手术室进行听觉手术。一年后，这个想法被双目显微镜修改了。从那时起，外科显微镜一直在发展，具有更宽的放大倍率、更长的工作距离、更好的照明和更稳定的支撑结构。其益处很快得到耳鼻喉科外科医生的认可，并逐渐被其他领域的外科医生认可。
当时的医用显微镜已被改进为具有多种吸引人功能的精密仪器。它们具有高精度光学器件和高功率同轴照明，可为外科医生提供可调节的放大倍率、适当的工作距离以及整个手术区域的通畅视野。精心设计的机械系统提供稳定性和可操作性，而抬头显示器则改善了人体工程学。立体视觉提供了第三维度的视野 ，从而提高了手术的安全性。显微镜上有多个光学端口可供辅助观察者或摄像机适配。此外，现代医用显微镜配备了各种术中成像模块，例如荧光成像和光学相干断层扫描 ， 并且它们可以适应其他成像模式，包括高光谱成像 、光声显微镜 、 和激光散斑对比成像 。增强现实已在医用显微镜上得到好的评估，并作为术中诊断工具为手术提供了巨大的便利。此外，高清显示、 22、55、56图像注入技术、 50、57、58和三维显示有助于更好地可视化手术区域和多模态图像。
凭借清晰明亮的可视化、易于记录和调整、稳定性、可操作性和改进的人体工程学等众多优点，医用显微镜已应用于各种类型的手术，包括神经和脊柱手术，耳鼻喉科手术, 牙科, 眼科, 和整形和重建手术。例如，它们已用于脑肿瘤切除术、 27动脉瘤手术、鼻部手术、头颈癌切除术、角膜移植术、玻璃体视网膜黄斑裂孔修复、根治疗、根覆盖手术、颅缝早闭手术，和肝动脉重建对于不同的应用，显微镜被修改成略有不同的光学配置，并配备了特定的成像模式。医用显微镜的终端用户包括医院、牙科诊所、其他门诊环境和一些研究机构。
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