偏光観察法は、明視野顕微鏡にポラライザ（偏光子）、アナライザ（検光子）の二つの偏光板を取り付けることで可能となります。

岩石や鉱物を観察する場合に使われてきた観察法で、偏光顕微鏡も「鉱物顕微鏡」「岩石顕微鏡」と呼ばれていたことがあります。

工業分野（高分子化学、液晶など）で使用されるほか、医学や生物分野では、骨組織や筋肉繊維の観察に使われてきました。

偏光顕微鏡の性能が上昇した現在では、さらにDNA研究、細胞研究などの分野でも使用されるようになってきました。