Fotomikrogrāfija ir prakse fotografēt mikroskopiskus objektus vai radības, parasti zinātniskos nolūkos. Fotomikrogrāfija tiek plaši izmantota tiesu medicīnas laboratorijās un medicīniskajos pētījumos, kā arī citās jomās, kurās nepieciešama mikroskopisku detaļu izpēte. 19. un 20. gadsimtā fotomikrogrāfi, saukti arī par mikrogrāfiem, tika izgatavoti, savienojot vai saskaņojot filmu kameru ar mikroskopu, kas ir sarežģīts process. Digitālās tehnoloģijas ir ļāvušas abām ierīcēm elektroniski sinhronizēt, lai tiešraides attēlus varētu skatīt reāllaikā.
Fotomikrogrāfija tika aizsākta 1800. gados, tikai dažas desmitgades pēc pašas fotogrāfijas ieviešanas. Zinātnieki ātri saprata, ka fotomikrogrāfija atvieglos šūnu struktūras, slimību baktēriju un citu mikroskopisku vielu izpēti. Kad kriminālistikas zinātne sāka izmantot noziegumu izmeklēšanā 20. gadsimta sākumā, fotomikrogrāfija kļuva par svarīgu rīku, lai pārbaudītu pēdu pierādījumus, sīkas detaļas, kas var savienot aizdomās turamo ar nozieguma vietu.
Kameras tālummaiņas objektīvi un mikroskopi darbojas pēc viena pamatprincipa: izmantojot palielināmo objektīvu un dažreiz arī spoguļus, lai palielinātu punktu, vienlaikus saglabājot skaidru fokusu. Agrīnā fotomikrogrāfija ietvēra sarežģītus kameru un mikroskopu izvietojumus. Dažos gadījumos kameras objektīvs faktiski tika noņemts, liekot mikroskopam efektīvi darboties kā objektīvam. Digitālās tehnoloģijas ir likvidējušas vajadzību pēc šādas rūpīgas ierīču izlīdzināšanas; mikroskopiskais attēls tiek apstrādāts kā digitālie dati. Šos datus var saglabāt datorā, saglabāt kā nekustīgu attēlu vai video un palielināt uz ekrāna, kamēr objekts joprojām atrodas zem mikroskopa.
Fotomikrogrāfija mūsdienās var būt vislabāk pazīstama ar tās izmantošanu noziegumu vietu pierādījumu apstrādē. Pierādījumus rada mikroskopiskās daļiņas, kas rodas, saskaroties divām vielām. Piemēram, vīrietis, ejot pāri paklājam, savāks paklāja šķiedras uz apaviem, kā arī uz paša paklāja atstāj sīkas netīrumu vai citu vielu daļiņas no apavu zolēm. Pārbaudot nozieguma vietu, izmeklētāji var izmantot mikrofotogrāfiju, lai atrastu šos mikroelementus un saistītu tos ar aizdomās turamo. Ja vien izsekojamie pierādījumi nav īpaši spēcīgi, ir jāiegūst citi pierādījumi, lai tiesā notiesātu aizdomās turamo.
Fotomikrogrāfija bieži tiek attēlota televīzijas noziegumu šovos, piemēram, NCIS un Bones, lai gan ne vienmēr reālistiski. Mākslas radīšanai izmantota arī fotomikrogrāfija. Fotogrāfs un zinātnieks Romāns Višņaks līdzās mākslinieciskajam darbam bieži rādīja savus mikrogrāfijus, iedvesmojot vēlākos fotogrāfus meklēt mikroskopiska skaistuma attēlus. Viens no Višņaka revolucionārākajiem attēliem izmantoja mikrofotogrāfiju, lai attēlotu pasauli tādu, kādu to varētu redzēt kukainis ar daudzšķautņainām acīm.