การถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์เป็นวิทยาศาสตร์ของการสร้างและบันทึกภาพของวัสดุด้วยกล้องจุลทรรศน์ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาวิทยาศาสตร์ต่างๆตั้งแต่นิติเวชจนถึงโบราณคดี วิธีแรกของการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์นั้นเกี่ยวข้องกับการปรับแต่งอุปกรณ์ถ่ายภาพเพื่อใช้กับเลนส์กล้องจุลทรรศน์ ในศตวรรษที่ 21 ความก้าวหน้าในการถ่ายภาพดิจิตอลช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นในการสร้างภาพเหล่านี้ การถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์เรียกอีกอย่างว่าโฟโตไมโครสโคปและผลลัพธ์ที่ได้นั้นเรียกว่าโฟโตมิกโตกราฟ
การถ่ายภาพและกล้องจุลทรรศน์ทั้งสองเป็นผลมาจากความก้าวหน้าในการสร้างเลนส์และเลนส์ในศตวรรษที่ 17 ถึง 19 การผสมผสานระหว่างกระจกและเลนส์ขยายที่แยบยลทำให้รายละเอียดเล็ก ๆ ของภาพกลายเป็นจุดโฟกัสที่คมชัดราวกับที่สายตาของมนุษย์ทำ ในการจัดวางที่เหมาะสมเลนส์และกระจกดังกล่าวสามารถขยายระยะทางที่ไกลออกไปเช่นในกล้องดูดาวหรือขนาดเล็กมาก ในปี 1800 ช่างภาพผู้บุกเบิกได้เรียนรู้วิธีบันทึกภาพอย่างถาวรบนพื้นผิวโลหะหรือแก้วที่เรียกว่าเพลตผ่านกระบวนการทางเคมี นักวิทยาศาสตร์ในไม่ช้าก็ตระหนักว่าพวกเขาสามารถใช้การถ่ายภาพเพื่อบันทึกภาพที่พวกเขาดูผ่านกล้องจุลทรรศน์
การถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่เร็วที่สุดจะบันทึกภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์โดยตรงลงบนแผ่นถ่ายภาพ นี่คือความสำเร็จโดยใช้แหวนอะแดปเตอร์เพื่อแนบกล้องจุลทรรศน์กับเลนส์กล้อง ในบางกรณีเลนส์กล้องถูกถอดออกทำให้กล้องจุลทรรศน์ทำงานเป็นเลนส์ได้ ในศตวรรษที่ 20 มีการพัฒนากล้องพิเศษเพื่อบันทึกภาพขนาดเล็กลงบนแผ่นฟิล์มถ่ายภาพ เทคนิคการประมวลผลภาพถ่ายมาตรฐานของเวลาที่ใช้ในการพัฒนาสารเคมีในภาพยนตร์ทำให้เกิดความล่าช้าก่อนที่จะวิเคราะห์ภาพได้
เทคนิคการถ่ายภาพดิจิตอลได้เปลี่ยนทั้งการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์และกล้องจุลทรรศน์ Micrographs ที่ทันสมัยสามารถแสดงวัสดุด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบเรียลไทม์ในขณะที่มันยังอยู่ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ สามารถบันทึกวิดีโอและใช้งานร่วมกับระบบคอมพิวเตอร์ได้ซึ่งอาจช่วยในกรณีที่จำเป็นต้องทำการวิเคราะห์ภาพอย่างละเอียด ห้องปฏิบัติการอาชญากรรมใช้ไมโครกราฟในขณะที่ค้นหาหลักฐานร่องรอยจากสถานที่เกิดเหตุ นี่น่าจะเป็นการใช้ photomicroscopy ที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดด้วยละครอาชญากรรมทางโทรทัศน์
อย่างไรก็ตามการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์นั้นมีแอพพลิเคชั่นอื่น ๆ และส่งผลให้เกิดความก้าวหน้าในสาขาวิทยาศาสตร์มากมาย ตัวอย่างเช่นนักธรณีวิทยาตรวจสอบตัวอย่างดินด้วยกล้องจุลทรรศน์เพื่อหาหลักฐานของสภาพบรรยากาศและสิ่งแวดล้อมในยุคประวัติศาสตร์ต่างๆ ยาและภูมิคุ้มกันวิทยายังขึ้นอยู่กับไมโครกราฟเพื่อการวิจัยการวินิจฉัยและการรักษาโรค กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนใช้อิเล็กตรอนมากกว่าแสงในการตรวจสอบวัสดุรวมถึงโครงสร้างของเซลล์และโมเลกุลที่กำลังขยายมากกว่ากล้องจุลทรรศน์ธรรมดา ภาพที่สร้างขึ้นโดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเรียกว่า micrographs
