顯微技術應用于活細胞成像的范圍也極其廣泛。通常情況下，細胞的生長，細胞的聚集體或細胞的運動，觀察到隨著時間的推移，使用復合顯微鏡和對比相襯和微分干涉相差（DIC）的方法，如。此外，時間推移成像較大的標本，如開發的斑馬魚胚胎，廣泛進行，通常是用立體顯微鏡或macroscopes的。高級熒光技術在過去的幾十年中已成為越來越重要的。生物調查從平面到第三個維度共聚焦顯微鏡的應用的快速增長已經改變了觀點。下面是一個簡短的概述常用的應用技術。

通常執行的方法是鈣，氯，鎂離子成像（）可以使用熒光染料或蛋白質，尤其是鈣離子結合后，旨在改變其排放行為。這使研究人員能夠觀察到細胞中的離子濃度的動態變化。由于離子組成細胞的細胞質中確定許多重要功能的細胞，如神經細胞的興奮性，基因轉錄和細胞運動（只是僅舉幾例）調節細胞內離子在空間和時間方面是生命科學的重大利益研究。另外，成像細胞內pH值水平或電壓可以用特殊的熒光染料。一個特殊的成像技術離子濃度，pH值或電壓變化比例成像方法。這些可以進行精確的測定，例如細胞內鈣濃度的相對變化，而不是監測，因為它是在非比例的方法。

*近開發的方法，稱為光敏選擇性地標記在一個單元格或整個機體的某些地區或感興趣的領域。對于使用光活化，尤其是設計的染料或熒光蛋白，如綠色熒光蛋白（paGFP）光活化的或楓。這些熒光熒光在其正常狀態。然而，某些波長的光照射之后，這些熒光可以激活熒光像傳統熒光。在許多情況下，這些蛋白質的基因融合到某些感興趣的蛋白質的表達或傳輸然后，可以監測。然后可以應用如FRAP或粒子跟蹤的方法，感興趣的蛋白質，以進一步調查。

現代生物學研究的要求真正在體內的調查，以配合“準體內”，在細胞培養實驗。但它是很難，調查像鼠標生物體內部發生的進程。多光子激發顯微鏡（MPE）可更深入地滲透到組織中，因為近紅外激發光的，具有較長的波長，相比，單光子激發的短波長的光用于減分散。MPE技術的非線性性質，限制了光漂白和光毒性在聚焦的區域。長期調查，這是極其有利的，因為無論是熒光蛋白和生物體遭受這些問題。使用適當的準備和微觀設置，成像到幾毫米到組織的報告。使得它適合用于光子操縱以及激發的精確定位。這種方法已經發現在神經生物學的廣泛應用。

熒光壽命成像的優點在于，該數據是不依賴于信號強度。因此，它不是常見的文物，如漂白濃度變化的影響。使用時間相關單光子計數，FLIM的重建圖像數據的單分子檢測。在子納秒熒光壽命的變化*小，可以注冊和分析。該方法具有通用性外和細胞內環境改變，從而導致熒光壽命改變任何種類的調查。FLIM的FRET分析的發射強度是不敏感的，從而增加量化數據的精度。

幾乎所有活細胞的熒光成像方法基于熒光蛋白的基因表達。這涉及大量的技術工作和可觀的費用。此外，外部基因的表達有可能發生變化的微環境，從而導致從生理的現實的變化的數據。相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）顯微鏡和共焦方法是非線性的，這是不依賴于熒光染料的受激拉曼散射（SRS）顯微鏡。這些標簽免費的方法圖像樣本中的特定化學鍵的振動狀態。的積累，在活的生物體中的特定化學鍵，如在軸突周圍的髓磷脂的脂質，可以成像在高分辨率和出色的信號與噪聲的質量，而不需要任何染色。

生物研究已經離開了年齡的描述性調查，并進入了一個時代的定量分析。新的活細胞成像技術發展的方向，更高的分辨率，無論是在空間和時間。技術的發展，現在集中在納米范圍內的單分子和分子反應為幾皮秒的定量研究。