不同类型的显微镜，染色和染料常在生物学和药学领域被用于提高生物组织的可见度。染色常被用于观察大块组织（如肌肉组织和结缔组织），细胞群（如用于对不同类型血细胞进行分类）或孤立细胞中的细胞器。在生物化学领域，利用加入对细胞中特殊物质（如对DNA，蛋白质，脂类，糖类等）具有选择性的生物染色剂，以定性或定量分析特定化合物的含量。在这一点上染色和萤光标示具有类似的用途。生物染色还被用于标记流式细胞计中的细胞，以及凝胶电泳中的蛋白质或核酸。除生物组织之外，染色还被用于研究一些其它材料的形态，如半晶态聚合物的薄层