Los microscopios de luz polarizada se utilizan para la observación de sustancias   birrefringentes. Estos instrumentos tienen un cristal polaroide, denominado   polarizador, debajo de la platina que transmite luz polarizada N-S, y otro   denominado analizador, montado en el tubo situado encima de la platina, que   transmite sólo la luz que vibra E-O. Cuando ambos polarizadores se cruzan   (situados a 90º entre sí), se extingue la luz generada por el primer polarizador y   no se ve nada; sin embargo, si la muestra presenta birrefringencia, se detecta y  la estructura birrefringente se ilumina sobre un fondo oscuro.
Igualmente, los microscopios de polarización cuentan con lentes Bertrand   deslizantes para traer el campo de visión de la sustancia birrefringente al plano  del  ocular y, además, presentan una hendidura accesoria para la inserción de  placas accesorias, compensadoras, entre el ocular y los objetivos. Cada equipo se  suministra con: placa de yeso (1), placa de mica (1/4 ) y cuña de cuarzo, que  se insertan a 45º de las direcciones de vibración preferentes del polarizador y   analizador.
Tienen amplio uso en Petrografía y Mineralogía, para minerales transparentes. En el laboratorio de histología y anatomía patológica, permite determinadas aplicaciones diagnósticas ya que numerosas estructuras cristalinas, pigmentos, lípidos, proteínas, depósitos óseos, depósitos de amiloide etc. poseen birrefringencia.