雙折射性是偏光顯微鏡檢查的關鍵，折射性物體具有通過折射性將單一光射線分割成兩條光射線的功能屬性。雙折射物體包含具有高度有序的分子結構的材料，例如，氮化硼或方解石晶體。細胞膜質或淀粉等生物試樣也具有雙折射性。在顯微鏡檢查中，可將雙折射性與線性偏振光結合，獲得兩條光射線干涉，從而產生類似光環的色彩效果，照亮結構體。

    一臺正常的光學顯微鏡需要至少兩個額外部件以進行偏光顯微鏡檢查。針對雙折射性的檢測，必須使用線性偏光進行照明。因此，必須在顯微鏡的光路中插入兩個偏振濾光片。一個偏振濾光片將產生偏振光，用于照亮試樣，而第二個偏振濾光片，即檢偏鏡，則將受測光線限定為折射光。

　　兩個偏振濾光片必須互為 90°，以獲得所謂的“暗位”。將偏振濾光片安裝到位后，將不會有光線穿過照相機或目鏡，圖像將變暗。暗位構成是偏光顯微鏡檢查的重要步驟，它能夠確保僅試樣所在偏光面發生變化時，可以看見。受測的雙折射材料的偏光軸與個偏光鏡生成的偏光軸相同，這一點非常重要。因此，很多偏光顯微鏡配備轉動載物臺，用于確保物體的偏光面能夠輕松與個偏振濾光片的偏光面對齊。在偏光顯微鏡檢查中，有很多適用于特殊應用領域的配件。