显微光学影像系统有多种类型，如生物显微镜、荧光显微镜、偏光显微镜、体视显微镜和共聚焦显微镜等。这些不同类型的显微镜在结构、功能和应用领域上都有所不同。例如，生物显微镜主要用在生物医学方面，观察对象多为透明或半透明微体；荧光显微镜则利用某些物质吸收特定较短波长光线而发射特定较长波长光线的特性，去发现这些物质的存在，判断其含量。
显微光学影像系统在多个领域都有广泛的应用。在科研和教育领域，它被广泛用于教学、演示、学术交流和医学研究等方面。在工业领域，它可用于PCB线路版检查、IC质量控制等工业视觉应用。在医疗领域，它可用于病理切片观察等诊断工作。此外，显微光学影像系统还在食品、航天、军事等领域发挥着重要作用。
显微光学影像系统的成像质量受到多种因素的影响。例如，被检物体的制作标准(如切片厚度、盖玻片质量等)会影响成像效果；显微镜物镜的档次和数值孔径也会影响成像质量；聚光镜孔径光栏应与物镜的数值孔径相符，才能得到的图像分辨率；调焦系统的精度和稳定性对于快速找到图像并聚焦至关重要；载物台的精度和稳定性也会影响成像质量；照明系统的选择和调节也会影响观察到的显微图像的分辨率和锐利度。
然而，显微光学影像系统也存在一些限制。由于光学衍射极限的限制，普通光学显微镜的分辨率极限大概在200纳米左右，这使得很多微小的目标观察物(如细胞器、蛋白质甚至病毒)无法被直接观察到。此外，光学显微镜无法观察不透光的物体，且无法拍照保留数据(但现代显微光学影像系统通常配备有数字化图像探测器如CCD、CMOS等，可以记录并保存图像数据)。
