A mikroszkópos vizsgálat viszont mikroszkópokat használ a szabad szemmel nem jól látható szerkezetek vizualizálására és tanulmányozására. Ez lehetővé teszi a sejtek, szövetek és mikroorganizmusok részletesebb elemzését. A mikroszkópos vizsgálat különböző technikákat foglalhat magában, például fénymikroszkópiát (látható fényt használva), elektronmikroszkópiát (elektronsugarat használva) vagy fluoreszcens mikroszkópiát (a fluoreszcens tulajdonságokat kihasználva).
Összefoglalva, a fő különbség a durva és mikroszkópos vizsgálat között a léptékben és a részletességben rejlik. A durva vizsgálat a nagyobb anatómiai jellemzőkre fókuszál, míg a mikroszkópos vizsgálat a sejtes és szubcelluláris szinten apróbb struktúrákat vizsgál. Mindkettő döntő szerepet játszik a patológiában, segíti a diagnózist és a betegségek mögöttes mechanizmusok megértését.