Zu den Methoden der Zellbiologie zählt vor allem die Mikroskopie. Dabei können – je nach Größe der zu untersuchenden Proben und Ziel des Experiments – Lichtmikroskope, Elektronenmikroskope oder Fluoreszenzmikroskope verwendet werden. Außerdem müssen Proben zur Untersuchung unter dem Mikroskop oft eingefärbt werden. Das dient der besseren Sichtbarmachung der zu untersuchenden Strukturen.