激光共聚焦显微镜是高分辨率的三维光学成像技术。 主要特征是其光学分层能力，即在特定深度获得清晰对焦的图像。逐点采集图像，然后通过计算机重建。因此，它可以重建具有复杂拓扑的对象。

对于不透明样品，可以执行表面映射，对于透明样品，可以执行内部结构成像。在内部结构成像中，由于来自样品不同深度的信息不会重叠，因此在单个显微镜中可以大大提高图像质量。

传统显微镜可以“看到”所有可以被光线照射到的地方，而对于激光共聚焦显微镜，则仅收集焦点处的信息。实际上，激光共聚焦显微镜是通过控制焦点的深度和限制高度来实现的。

共聚焦原理早在1957年就被美国科学家马文·明斯基（Marvin Minsky），但是实际上，经过30年的发展和相应的特殊激光的发展，该技术直到1980年代后期才成为标准技术。

1978年，Thomas和Christopher Kramer设计了一个激光扫描程序。该程序使用激光聚焦逐点扫描对象的三维表面，并通过类似于扫描电子显微镜的计算机化手段生成图像。这种激光共聚焦显微镜设计首次将激光扫描方法与荧光标记生物样品的三维检测相结合。

在接下来的几十年中，共聚焦荧光显微镜已发展成为一项成熟的技术，尤其得益于阿姆斯特丹大学，海德堡的欧洲分子生物学实验室及其行业合作伙伴的努力。

激光共聚焦显微镜可对完整，厚实的标本进行直接，无创，连续的光学切片，从而最大程度地减少了样品制备和横向分辨率的微小改进。通常用荧光染料处理生物样品，以使选定的物体可见。

但是，实际的染料浓度可能较低，以最大程度地减少对生物系统的干扰：某些仪器可以跟踪单个荧光分子。另外，转基因技术可以产生能够产生自己的荧光嵌合分子（例如，GFP，绿色荧光蛋白的融合物）与目的蛋白的生物。

激光共聚焦显微镜通过样品中的点激发（衍射极限点）并对产生的荧光信号进行点检测来工作。检测器上的针孔为防止散焦的荧光提供了物理屏障。仅记录通风盘的焦点或中心点。一次扫描一个样本的光栅可以通过简单地改变z焦点来收集薄的光学部分。可以将生成的图像堆叠以生成样品的3D图像。