Kirurški mikroskopi koriste se za izvođenje operacija koje zahtijevaju nevjerojatnu preciznost u malom polju djelovanja, zbog čega su našle primjenu u medicinskim postupcima u području oftalmologije, stomatologije, otolaringologije i neurokirurgije. Operativni mikroskop nije samo standardna oprema za mikroskopsku pretragu koja samo želi povećati sliku, već i oprema koja povećava stereoskopsku sliku i dubinu polja. Među ostalim se koriste operativni mikroskopi u mikrokirurgiji, što stvara operativnu metodu koja računa na stvaranje metoda za značajno niske anatomske formacije. Neki operacijski mikroskopi koji se koriste u mikrokirurškim operacijama pomoću ugrađene kamere omogućuju i vjerno dokumentiranje postupaka.Moderni operativni mikroskopi komplicirani su kontroverznom mehaničkom suspenzijom kirurške optike, nove generacije i opremljeni su koaksijalnom ksenonskom rasvjetom, automatskim fokusiranjem, samo-balansiranjem i variososkopom. Mnoštvo novih rješenja koja se koriste u operacijskim mikroskopima nove generacije smanjuje rizik od pogreške tijekom opasnih operacija po život i zdravlje. Ostali operacijski mikroskopi su potpuno automatizirani, a parametri njihova postojanja mogu se uskladiti s tehnologijama rada operatora koji upravlja mikroskopskim uređajem tijekom neurokirurškog postupka. Danas znanstvenici sumnjaju da će kontinuirani rast mikroskopije dovesti do razvoja nanotehnologije, koja bi mogla naći široku upotrebu u budućoj medicini.