肌肉、神经、骨组织、纤维或任何纤维状结构，都可由偏振光有效地产生反差，有时用补偿器以增加灵敏度。此外。偏振光显微镜的定量分析能力，使它成为晶休学家和细胞生物学家研究细胞骨架系统(如有丝分裂的纺锤体)不可缺少的研究工其

    偏振光显微镜已成为检测双折射体和细胞内各向异性结构以及加强‘亡们成像时的贬差的重要土具(如骨骼肌肌原纤维的A带)。这些结构具有一定程度的分子对称结钩或优先的分子取向，导致它们在相互垂直的方向上有不同的折射率:根据两相交的偏振片之间的方位，它们能按一定比例旋转偏振光平面、或产生椭圆或圆偏振光，通过检偏器可检测井被观察到。

    偏振光滤片或棱镜用于将非偏振光转换为只在一个平面上振荡的平曲偏振光。最基本的偏振光显微镜具有一套偏振元件，在聚光器下面有一偏振片一起偏器，在物镜后方有第二块偏振片，称为检偏器，这两个偏振片的偏振方向常处于相交或正交位置，例如，起偏器为东-西方向，检偏器为南北方向，以产生一暗背景偏振片间效率可由它们相交位置光强和平行位置光强之比来决定，可用消光系数来表示，但若使用高NA值的光学元件，或有内部应力的玻璃成分的光学元件.消光系数会大大降低。这一问题可通过使用所谓的“光学矫正器” ，来得到部分矫止。
    当具有不同折射率的正交振荡方向的双折射体样品位于起偏器和检偏器对角线方向(与检偏器的光轴成45°角，见图94. 22C )时、会得到明链强烈的相干颜色若厚度d x (ny-na)的乘积导致两个方向的光程差推迟了一个波长的相位，与相同波长的光通过检偏器后被消除，剩下的相于颜色是缺少某一波长的可见光的混合物对于大多数生物双折射休结构，产生的光程差远小于，在此情况下，亚细胞双折射体结构在偏振光显微镜下观察或明或暗，这取决于亚细胞结构在相交起偏器和检偏器之间的方向
    偏振光显微镜也是一种定量分析工具。光程差(推迟值)可用波板和补偿器来测量，这些元件产生的光程差是已知的：使用这种装置，可以精确确定光轴方向(在该方向上平面偏振光通过物体时不改变振动方向)，还可以确定高折射率方向和低折射率方向(例如，在有丝分裂中其有双折射性的维管束即纺锤体产生的特征)。
    作为一种成熟的定量分析工具，最佳的偏振光显微镜应使用无应力的光学元件，片应备有一调中旋转载物台，调中物镜，以及为使用波板和补偿器，在显微镜下应有相应的插孔。