Измерительные микроскопы предназначены, в первую очередь, для контроля формы и размеров деталей и механизмов, а также иных изделий, эксплуатационные требования к которым подразумевают высокую точность при изготовлении и сборке. Кроме контроля формы и размеров, измерительные микроскопы, в зависимости от модели, могут применяться для измерения шероховатости поверхности.
Основной отличительной особенностью измерительных микроскопов является наличие жесткой рамы, устойчивой к температурным деформациям, антивибрационной платформы и, собственно, измерительной системы. Под измерительной системой подразумевается устройство точного контроля перемещения образца относительно объектива микроскопа по осям X, Y, Z. Такие устройства могут быть механическими, механо-цифровыми и механо-электронными.
Для измерительного микроскопа обязательно наличие измерительного столика, оснащенного счетчиками пройденного расстояния в процессе перемещения образца. Таким образом перемещая образец под визиром из точки А в точку B, оператор может с высокой точностью измерить расстояние. Для измерения расстояния по оси Z используют системы лазерного конфокального автофокуса либо систему проецирования лазерного паттерна на поверхность образца для наиболее точной фокусировки. После фокусирования на плоскости счетчик запоминает положение механизма фокусировки. Затем оператор фокусируется на другой плоскости, и счетчик показывает расстояние между первой и второй плоскостями.
Модельный ряд измерительных микроскопов Evident (Olympus) представлен инструментальным микроскопом STM7 в 6 модификациях и конфокальным лазерным сканирующим микроскопом LEXT OLS5000 в 5 модификациях.