荧光显微镜通过适当荧光染色可常直接而方便观察
荧光染料就是能发出荧光的染料。在吸收可见光和紫外光后，能把
紫外光转变为波长较长的可见光波并反射出来，呈闪亮的鲜艳色彩。荧
光染料由其本身的吸收(激发)和发光谱来表征。荧光染料吸收高能量(
短波长)的光子后，发射出低能量(长波长)的光子。在传统的光学显微
镜中，光谱是由分子在So和s。两个量子态的能量差异决定的，谱线的
形状则依赖于分子的振动状态。
在荧光染料的分子当中，并不是所有的原子和基团都可以吸收光并
发出荧光。荧光染料之所以能发出荧光是因为它本身含有一种特殊的基
团荧光团。荧光团是分子中的一种功能基团，可以吸收特定波长的能量
并发射出不同波长的荧光。荧光团的吸收光和发射光波长依赖于荧光团
的化学结构和化学环境。从化学角度来讲，我们可以通过引入荧光基团
到有机化学物的方法来合成荧光染料。例如荧光抗体是一种荧光素衍生
物，这是一种较为常见的荧光团，可以化学吸附在非荧光分子上从而合
成有广泛应用的新荧光分子。
很多样品在显微镜下观察时都是透明的，比如细胞，细胞内部的器
官在显微镜下往往是难以观察到的。另外聚合物样品经常是没有颜色的
，当两个或更多聚合物混合在一起就更难以区分了。为了使它们能在显
微镜下被观察到，往往采用荧光染色的方法，比如说通过适当的荧光染
料对非荧光的生物样品或是聚合物样品进行染色使其发出荧光从而便于
观察。
通过对样品加入荧光染料为其进行染色的示意图，这是一种使样品
发出荧光的非常直接而方便的方法。染色过程更像是染料分子物理吸附
在样品表面或染料分子和样品分子之间的相互吸引。在这个过程中样品
与染料之间同时可能会发生化学反应，如果染料与样品之间发生了化学
反应，那么染色过程本身仅仅是物理过程而不是永久的染色。
