起偏振器又称为偏光器，它的作用是产生线性偏振光照明，一般安装在集光器下。但这种形式的起偏振器不能充分利用集光器孔径，因此现在一般采用把尼科耳棱镜和集光器合在一起的偏光集光器。当利用落射光照明时，把起偏振器插入光源与落射光照明器之间。
检偏振器又称为检光器，它一般被固定在显微镜筒内或在目镜简上端。在奥林巴斯显微镜内往往安装在镜台与双目镜筒之间，它能够旋转，并具有表示旋转角度的刻度。
在用于定性的最简单偏光显微镜中，往往只有一个起偏振器，而检偏振器大多数被镜简中的一个槽沟所代替。在专门设计的偏光显微镜中，起偏振器往往装在一个有刻度的框架上并能够读出旋转角度。
起偏振器和检偏振器在1950年以前都是使用昂贵的尼科耳棱镜或Thompson棱镜;而现在一般使用刀形起偏振器产生平面偏振光。这种效果是建立在能够吸收O一光线并透过E一光线的二色性物质的基础上的，这种二色性现象从属于一定的波长。刀形起偏振器可以同尼科耳棱镜相比美，在较先进类型的尼康显微镜中它特别适用于定量工作。当然，偏振光棱镜仍然经常使用。
在偏光显微镜中如果起偏振器处于固定位置而检偏振器可以旋转(或两者相反)，且当起偏振器和检偏振器的主平面平行时，在镜筒上观察视场变得非常明亮(亮度处于最大值)，如果旋转检偏振器使两者之间的角度增大到900，视场就完全变暗，也就是说在起偏振器和检偏振器十字交叉的情况下(即所谓“十字棱镜”)，没有光线通过。如果把一个双折射物体引入光路中的十字棱镜之间，实际上在集光器和物镜之间，则在这个物体的位置上可以通过变化的光量。对于任何各向异性的物质来说，当标本在物台上旋转时，物体像的亮度将从最大值到零有4次变化。当然这种物体不能从与光轴平行的方向观察，因为在这种情况下它将变成一个各向同性的物质。
因此，当方位角(即离开偏振器光线的振动平面和两个在物体中的特定方向之间的（角度)是45°时，在像上就可以显示最大的亮度，当方位角为0°时就会出现完全的黑暗。
所以，当把具有各向异性物质的显微镜标本在物台上旋转，方位角从0°到45°进行连续转动时将会出现不同的情况，它被观察时，一条正常光线和一条异常光线以不同的速度通过，当成像时两条光线重新结合，但是一条将落后于另一条。
此外，在检偏振器振动平面上发生的干涉会引起色彩干涉，这种被称为色偏振光的现象在使用白光时很容易被观察到。同时通过交叉检偏振器的光的波长与在双折射物体中产生的像有关，因此色偏振可以被用于测量在物体中发生的相位延迟。当形成的色彩在最大强度的光被观察到的位置中当物体旋转超过360°时的4个位置)进行分解时，可以得到关于物体物理学特性的一些资料，然而生物学标本中的相位延迟对于产生色偏振往往是太小了。
当相位延迟大约在100nm时色彩干涉才能被眼睛所察觉，直到大约550nm，每增加20- 30nm就会引起千涉色彩上的质的变化。在r值超过550nm时会重新发生第2级新的干涉色彩，并且在2 x 550nm时会观察到第3级重复干涉色彩。随着级别的增加色彩变化就逐渐减少，因为对于多于一种色彩的消光机会就会增加;从第7级就会出现“高级别的白光”。所有这些复杂的变化都可以用Michellevy色谱进行分析，因此当物体的厚度己知时，借助于25nm精确的一定色彩就可以读出双折射的(Ne一No)的数值，由于对于大多数结晶材料的(Ne一No)的值是已知的，于是用这种方法就可以鉴定一个物体中的某种晶体物质。