微分干涉显微镜利用的是偏振光，这些光经棱镜折射后分成两束，在不同时间经过样品的相邻部位，然后在经过另一棱镜将这两束光汇合，从样品中厚 度上的微小区别就会转化成明暗区别，增加了样品反差并且具有很强的立体感。微分干涉显微镜能使细胞核及较大的细胞器如线粒体等具有较强的立体感，比较适合于显微操作。目前多用于基因注入、核移植、转基因动物等生物工程 的显微操作。将微分干涉差显微镜接上录象机，可以观察活细胞中的颗粒及细胞器的运动。
微分干涉显微镜的特点：
1、对金相样品的制备要求降低，对于某些样品，甚至只需抛光而不必腐蚀处理即可进行观察。优点是可以观察到样品表面的真实状态，如将试样抛光后在真空下发生马氏体相变，不用腐蚀就可以观察到马氏体的相变浮凸。
2、所观察到的表面具有明显的凹凸感，呈浮雕状，样品各组成相间的相对层次关系都能显示出来，对颗粒、裂纹、孔洞以及凸起等都能作出正确的判断，提高了金相检验准确性，同时也增加了各相间的反差。
3、用微分干涉相衬法观察样品，会看到明场下所看不到的许多细节，明场下难于判别的一些结构细节或缺陷，可通过微分干涉进行反差增强而容易判断。
4、微分干涉相衬法基于传统的正交偏光法，又巧妙地利用了在渥拉斯顿棱镜基础上改良的DIC 棱镜和补色器(λ-片)等，使所观察的样品以光学干涉的方法染上丰富的色彩，从而可利用彩色胶卷或者数码产品(CCD 摄像头以及数码相机)进行彩色金相显微摄影。由于微分干涉相衬得效果与样品细节的浮雕像以及色彩都是可以调节的，因而比正交偏光更为*。
