偏光显微镜，也叫矿相显微镜或矿石显微镜。是将普通光改变为偏振光进行镜检的显微镜，以鉴别某一物质是单折射（各向同性）或双折射性（各向异性），可做单偏光观察，正交偏光观察，锥光观察。双折射性是许多晶体和某些非晶体物质的的特性，这使得偏光显微镜在地质学、生物学、材料科学等领域有着广泛的应用。

单折射性与双折射性：光线通过某一物质时，如光的性质和进路不因照射方向而改变，这种物质在光学上就具有“各向同性”，又称单折射体，如普通气体、液体以及非结晶性固体；若光线通过另一物质时，光的速度、折射率、吸收性和偏振、振幅等因照射方向而有不同，这种物质在光学上则具有“各向异性”，又称双折射体，如晶体、纤维等。

光的偏振现象：自然光经过反射、折射、双折射及吸收等作用，可得到只在一个方向上振动的光波，这种光波则称为“偏光”或“偏振光”。

偏光显微镜最重要的两个部件是起偏器和检偏器，装在光源与被检物体之间的叫“起偏镜”；装在物镜与目镜之间的叫“检偏镜”，其上有旋转角的刻度。 从光源射出的光线通过两个偏振镜时，如果起偏镜与检偏镜的振动方向互相平行，即处于“平行检偏位”的情况下，则视场最为明亮。反之，若两者互相垂直，即处于“正交校偏位”的情况下，则视场完全黑暗。在采用偏光显微镜检时，原则上要使起偏镜与检偏镜处于正交检偏位的状态下进行。