La metodologia del contrasto di fase si basa sul fenomeno dell'interferenza luminosa. Il preparato viene illuminato da un fascio di luce in realta' suddiviso a livello del condensatore in due porzioni di fase differente e con diverso angolo di incidenza. Il cambiamento ulteriore di fase dovuto alla porzione di luce che attraversa il campione, andandosi a ricombinare con la luce non rifratta rendera' visibili componenti trasparenti ma di indice di rifrazione differente da quello del mezzo.

Questa tecnica di microscopia e' molto utilizzata per andare ad osservare le cellule mantenute in vita in apposite colture in vitro; infatti tramite la microscopia a contrasto di fase si evita l'utilizzo di coloranti e fissativi che spesso comportano notevoli alterazioni strutturali ottenendo cosi' dei dati molto piu' reali di quella che e' l'organizzazione cellulare. La tecnica in questione fu messa a punto dal fisico olandese Frederik Zernike negli anni '50 e gli valse il Premio Nobel per la fisica nel 1953.