顯微鏡下供人們觀察的標本，由於已離開活的完整機體，或經化學藥品處理後，其結構會發生不同程度的變化，不能完全反映其在生活狀態下的結構，故需采用多種技術綜合地進行研究對比觀察，彼此相互驗證，才能較正確地反映組織的真實結構。組織學與胚胎學的研究技術很多，可參閱有關專著，本書僅簡略介紹幾種主要技術的基本知識。
3.1 活細胞、組織和早期胚胎的觀察方法
3.1.1 活體染色法
將無毒或毒性很小的染料，如鋰卡紅、台盼藍等經靜脈注入動物體內，顯示肝髒的星形細胞、疏鬆結締組織中的組織細胞等的吞噬異物現象。
體外活體染色法：從動物體取下部分器官，在活的狀態下用詹納綠選擇性地使線粒體著色。中性紅對活細胞染色後集中於白細胞的特殊顆粒內，由於這些染料有一定毒性，染色後細胞即中毒死亡。
3.1.2 顯微解剖法
使用特製的顯微操作器、顯微針和顯微滴管等，在顯微鏡下對細胞、組織、胚胎進行解剖、注射、移植或分離其中某些結構，研究其理化特性及細胞各部分間的相互關係。
3.1.3 組織培養法
模擬機體生理環境，在體外培養細胞或小塊組織，使其在離體條件下繼續生長、繁殖，培養中的細胞、組織可置於顯微鏡下觀察其形態特征及其對不同外界環境的反應。可人為地給予各種不同條件，研究細胞的分裂、分化、結構和功能；也可將哺乳動物的早期胚胎，如受精卵、卵裂過程進行體外培養觀察，同時用自動縮時顯微電影裝置等儀器記錄活細胞的活動。
3.2 光鏡技術
普通光學顯微鏡（簡稱光鏡）下所見的結構，稱為顯微結構，約放大幾十倍到4000倍。從活體取下的組織、部分器官或胚胎需用不同濃度化學藥品溶液迅速固定，使其盡可能保持活體狀態，隨後切成薄片以供觀察。
石蠟包埋切片法是應用最廣的經典方法，組織、器官或胚胎經固定、水洗、脫水、透明後，浸於放置在溫箱內已熔化的石蠟中，隨後用石蠟包埋、粘於木塊上，置切片機上切成薄片，再經貼片、染色等過程，最後用樹膠封存。有的材料以火棉膠作包埋劑，進行切片、染色、封存。根據不同實驗的需要，還可使用冰凍切片法、恒冷箱切片法，能較好地保存酶的活性。
切片需經染色後才能置於光鏡下觀察，最常用的染色法是蘇木精和曙紅染色（簡稱HE染色）。蘇木精是堿性染料，易與核內酸性染色質起反應染成藍色，稱為嗜堿性；曙紅是酸性染料，與含堿性物質較多的細胞質有較強的親和力，染成紅色，稱為嗜酸性。有些細胞或組織的某些結構用某種染料染色時呈現出與染料完全不同的顏色，如用甲苯胺藍染黏多糖時，不是染上藍色，而是呈現粉紅色，這種顏色的變異性稱為異染性。
機體中有些結構經硝酸銀處理（銀染）後能將硝酸銀還原，形成細小的金屬銀顆粒附著於組織結構上，使其呈現棕黑色，這種特性稱為親銀性；有的結構本身不能使硝酸銀還原，需外加還原劑才能使硝酸銀還原成金屬銀微粒，呈棕黑色附著於結構上，這種特性稱為嗜銀性。
血液、精液等液態組織可製成塗片，經固定、染色後用於觀察。有的組織如腸係膜、雞胚等可製成裝片，整塊固定、染色後封裝於玻片上。
3.3 電鏡技術
3.3.1 透射電子顯微鏡
簡稱透射電鏡，能將物體放大幾千倍至幾十萬倍，它不僅顯示細微的形態結構，甚至能揭示分子的排列和組合，其所見的結構稱為亞微結構或超微結構。取小塊組織經特定化學藥品固定、樹脂包埋，用特製的超薄切片機和玻璃刀製成厚20～80nm的超薄切片，再經鈾、鉛等重金屬鹽染色後，置電鏡下觀察。透射電鏡是以電子束為照明源，電磁透鏡成像，由電子透鏡係統、真空係統和電源係統三大部分組成，並配以特殊機械裝置的大型精密電子光學儀器。電鏡下，組織被金屬鹽染上的部位，在熒光屏上顯得深暗，圖像較黑，稱為電子密度高；反之，圖像顯得明淡，稱為電子密度低。被檢結構與重金屬鹽結合的稱為正染色；被檢結構不與重金屬鹽結合，通過相對較多電子，而染色劑卻增加標本周圍的密度，從而使標本顯出負反差，稱為負染色。一般標本均是正染色。