Mikroskopska obdelava slik se uporablja za izdelavo in analizo slik, pridobljenih z mikroskopom na področjih, kot so medicina, biološke raziskave in metalurgija. Številni mikroskopi, ki se proizvajajo danes, vključujejo zmožnosti digitalne obdelave slik, pridobivanje mikroskopske slike pa je zaradi napredka v tehnologiji digitalnega slikanja zdaj lažje kot v preteklosti. Te zelo tehnične tehnike obdelave slik zagotavljajo jasne in ostre mikroskopske slike. Dvodimenzionalna (2D) in tridimenzionalna (3D) manipulacija s sliko znanstvenikom omogoča tudi podrobnejšo analizo mikroskopskih slik.
Prvi korak pri obdelavi mikroskopske slike je pridobivanje začetne slike ali slike. Mikroskopske slike srebrovega halogenida iz preteklosti so bile zamenjane s sistemi za digitalno obdelavo slik, ki se uporabljajo za manipulacijo, urejanje in shranjevanje slik, posnetih skozi lečo mikroskopa. Raven ločljivosti digitalnih slikovnih naprav, ki se uporabljajo pri mikroskopski obdelavi slik, je lahko visoka do 32 bitov, kar je veliko višje od osem ali 12-bitnih ravni, ki jih najdemo v tipičnih digitalnih fotoaparatih. Obdelava teh slik visoke ločljivosti običajno zahteva uporabo zmogljivega računalnika, vrhunskega digitalnega fotoaparata in programske opreme za digitalno obdelavo slik. Večina sodobnih mikroskopov je opremljena z zmožnostmi zaznavanja digitalne slike.
Za natančnejšo reprodukcijo mikroskopskih slik so bile razvite različne vrste postopkov obdelave slik. Nekateri od teh postopkov se uporabljajo za zmanjšanje šuma slike, prilagajanje svetlosti, povečanje kontrasta ali izboljšanje slike na nek način. Na primer, če se znebite določenih popačenj na sliki, se uporablja postopek, imenovan dekonvolucija. Ta postopek naredi mikroskopsko sliko ostrejšo in jasnejšo z uporabo vrste zapletenih algoritmov. Te večdimenzionalne mikroskopske tehnike obdelave slik omogočajo znanstvenikom, da zajamejo slike in jih pretvorijo v bolj uporabne vizualne oblike za študij in raziskave.
Analiza mikroskopske slike se izvaja z različnimi računalniškimi aplikacijami, od katerih vsaka zagotavlja drugačno vrsto informacij. Na primer, ena aplikacija za obdelavo mikroskopske slike lahko identificira meje celične stene, izračuna površino predmeta ali zagotovi druge meritve. Programska oprema za analizo omogoča uporabnikom, da manipulirajo s slikami na različne načine, kot je ustvarjanje video sekvence, ki bo sledila gibanju določenih predmetov ali označila dele celice. Rekonstrukcija in animacija 2D in 3D slik uporabnikom nudita še en nabor analitičnih orodij. Druge zmožnosti vključujejo funkcije samodejnega štetja, označevanje slik ali dodajanje drugih podatkov posameznim mikroskopskim slikam.