Para estudiar las células podemos usar métodos ópticos y citoquímicos. Los métodos ópticos permiten el examen morfológico de los componentes celulares; los citoquímicos nos proporcionan el conocimiento acerca de la composición de sus estructuras basándose en la localización e identificación de sustancias químicas.
Métodos ópticos
El estudio de las células in vivo, también llamado examen vital, puede hacerse mirando la célula directamente, sin colorante, o empleando un tinte. La prueba fundamental es empleada para el estudio de células libres en un medio líquido, de células aisladas de fragmentos de tejidos, de células de membranas o de partes transparentes de animales (por ejemplo, larvas de peces y anfibios). Para la coloración de tales células se utilizan principalmente Janus Verde B, rojo neutro y azul de metileno. Estos tintes, por el hecho de matar a la célula, son denominados colorantes vitales.
El estudio de las células muertas consiste en la preparación de delgadas láminas de tejidos, dispuestas sobre láminas de vidrio y con espesor suficiente que permita el paso de la luz, de modo que las células puedan ser examinadas por transparencia.
La preparación de un corte de tejido comprende las fases de fijación, corte y coloración.
La fijación puede ser física (calor, frío) o química (por líquidos como el alcohol, el formol y el ácido acético). La fijación evita la descomposición del tejido.
El corte de los tejidos vegetales puede ser realizado con navaja o lámina de cortar; el de los tejidos animales es realizado con un aparato denominado micrótomo, un instrumento de corte para la elaboración de preparados en la microscopia que nos permite obtener rebanadas extremadamente finas de material.
Con un pequeño fragmento de tejido se obtienen decenas de cortes. Para facilitar esta operación, el tejido se congela previamente o incluido (sumergido) en parafina líquido; se espera entonces a que se solidifique a través del enfriamiento. En seguida, el fragmento de parafina conteniendo el tejido es colocado en el aparato. Los cortes obtenidos son puestos en una vasija con agua tibia para que la parafina se derrita. A continuación, con un pincel, se cogen las láminas de tejido que son colocadas sobre una lámina de vidrio para recibir los colorantes.
La coloración consiste en la aplicación de colorantes en los tejidos. Los más comunes son: azul de metileno, nitrato de plata, Janus Verde B, tetróxido de osmio y hematoxilina. La hematoxilina se utiliza en la histología (centrada en el estudio de los tejidos).
Después de haber sido sometida a este tratamiento, la célula puede ser observada al microscopio. El más común, utilizado en escuelas de secundaria, es el microscopio óptico. En las instituciones científicas es muy empleado el microscopio electrónico. Además 
de éstos, hay otros tipos usados para finalidades más restringidas.
Microscopio óptico
Microscopio óptico o microscopio compuesto es un dispositivo que permite observar objetos transparentes aumentados considerablemente (cientos de veces). Su unidad de medida es el micrón (is), que corresponde a la milésima parte de un milímetro (1 micrón = 0,001 mm).
Este microscopio consta de piezas mecánicas y ópticas. Las partes mecánicas son: platina, pie, brazo, tubo óptico o cañón y revólver. Las partes ópticas son ocular y objetiva (sistemas de lentes en contacto con el ojo y con el objeto respectivamente), condensador, diafragma y espejo. Esa última pieza puede ser dispensada en microscopios que dispongan de luz artificial directa.
