偏光显微镜在物理化学中校用于方位角旋转的测定和双折射介质中相仿差的测定。而它的准确的定量应用是在矿物学和岩石学中光袖的准确断定，在双折射基础上晶体的鉴定是省石学和矿物学中大量的经常的工作。而在生物学和医学中偏光显微镜被广泛应用的可能性是比较小的，部分是因为生物学标本的各向异性比起无机物标本是比较小的。另外，具有多于一个光轴的物质在生物学巾也很少发现。
在生物体中，不同的纤维蛋自，例如胶原蛋白、弹力纤维(在—‘定的条件下)、张力纤维和肌肉中的肌原纤维等结构显示出明显的各向党性，它们都具有在长轴—亡的双折射性。这些蛋白质在应用其他技术测定之前，已经使用偏光显微镜得到了在这些纤维中分子排列的详细情况。同样，用电子显微镜n经看到的神经周围由脂类和蛋白质组成的储期的可变双分子膜层结构，现在己用偏光显微镜非常精确地匠灾了，采用部分交叉的棱镜观察苏木核染色的人延髓神经细胞切片时，在常规显微镜下不明显的细胞间神经纤维的双折射髓鞘变得十分明显。
对于具有品体构造的生物学材料，例如淀粉粒，应用偏光匝微镜也可以进行观察。例时，利用偏光显微镜还可以研究动物和植物的活体细胞，最近纺距丝的比较微弱的双折扑性质(起因于纺题丝微管中蛋白质分子的定向排列)．已经在很大程度L被用来研究细胞在不同分裂时期结构上的定性和定量变化，并且使用又有高消光但的偏振棱镜和牧强的光源，用缩时摄影可以记录分裂周期中纺额体的变化。在一些特殊的生物学材料中，例如具毛•高双折射的内耳平衡器中的听石，就会显不出清晰的偏振光效应
在偏光显微镜使用中应注意下例事项；
考虑到双折射现象的重叠，用于偏光显微镜的切片厚度决不能超过10μm；组织块
应尽可能地切成三个互相垂直的平面；粘着切片材料时不应使用蛋出——甘油粘着剂；由于石蜡的存在会严亚地破坏双折射，因此使用二甲苯溶蜡的常规方法对于除去切片中残存的石始是远远不够的，必须采用把切片在本Ig——氯仿中50℃下处理2叫、时的方法*除去残留的石蜡，用这种方法也可以除去现代包埋介质中的塑料。另外在用于，偏光显微镜的切片中，除了石蜡外，其他的污物也应该清除干净。
偏光显微镜在测定呈现很微弱曲各向异性材料的情况下，应该使用棱镜代替片层偏振器；为了降低背景的光量，应该使用反射较差的玻璃表面以及特殊的无荧光浸油，因为背景的光会减弱双折射现象。
