Mikroskopisko attēlu apstrādi izmanto, lai ražotu un analizētu attēlus, kas iegūti no mikroskopa tādās jomās kā medicīna, bioloģiskie pētījumi un metalurģija. Daudzos mūsdienās ražotajos mikroskopos ir iekļautas digitālās attēlu apstrādes iespējas, un mikroskopisko attēlu iegūšana tagad ir vieglāka nekā agrāk, pateicoties digitālās attēlveidošanas tehnoloģijas attīstībai. Šīs ļoti tehniskās attēlu apstrādes metodes nodrošina skaidrus un asus mikroskopiskus attēlus. Divdimensiju (2D) un trīsdimensiju (3D) attēlu manipulācijas arī ļauj zinātniekiem sniegt detalizētāku mikroskopisko attēlu analīzi.
Pirmais solis mikroskopiskajā attēlu apstrādē ir sākotnējā attēla vai attēla iegūšana. Pagātnes sudraba halogenīda mikroskopiskie attēli ir aizstāti ar digitālajām attēlu apstrādes sistēmām, kuras izmanto, lai manipulētu, rediģētu un saglabātu attēlus, kas uzņemti caur mikroskopa objektīvu. Mikroskopiskajā attēlu apstrādē izmantoto digitālo attēlveidošanas ierīču izšķirtspējas līmenis var sasniegt 32 bitus, kas ir daudz augstāks nekā astoņu vai 12 bitu līmeņi, kas atrodami tipiskajās digitālajās kamerās. Šo augstas izšķirtspējas attēlu apstrādei parasti ir nepieciešams jaudīgs dators, augstas klases digitālā kamera un digitālās attēlu apstrādes programmatūra. Lielākā daļa mūsdienu mikroskopu ir aprīkoti ar digitālo attēlu iegūšanas iespējām.
Lai nodrošinātu precīzāku mikroskopisko attēlu atveidi, ir izstrādāti dažāda veida attēlu apstrādes procesi. Daži no šiem procesiem tiek izmantoti, lai samazinātu attēla troksni, pielāgotu spilgtumu, palielinātu kontrastu vai kaut kādā veidā uzlabotu attēlu. Piemēram, lai atbrīvotos no noteiktiem attēla kropļojumiem, tiek izmantots process, ko sauc par dekonvolūciju. Šis process padara mikroskopisko attēlu asāku un skaidrāku, izmantojot virkni sarežģītu algoritmu. Šīs daudzdimensiju mikroskopiskās attēlu apstrādes metodes ļauj zinātniekiem uzņemt attēlus un pārvērst tos pētīšanai un pētniecībai izmantojamās vizuālās formās.
Mikroskopiskā attēlu analīze tiek veikta, izmantojot dažādas datora lietojumprogrammas, no kurām katra sniedz cita veida informāciju. Piemēram, viena mikroskopiskā attēlu apstrādes lietojumprogramma var identificēt šūnas sienas robežas, aprēķināt objekta laukumu vai nodrošināt citus mērījumus. Analīzes programmatūra ļauj lietotājiem daudzos dažādos veidos manipulēt ar attēliem, piemēram, izveidot video secību, kas izsekos konkrētu objektu kustībai vai iezīmēs šūnas daļas. 2D un 3D attēlu rekonstrukcija un animācija nodrošina lietotājiem vēl vienu analītisko rīku komplektu. Citas iespējas ietver automātiskās skaitīšanas funkcijas, attēlu anotācijas vai citu datu pievienošanu atsevišķiem mikroskopiskiem attēliem.