相差是指同一光線經過折射率不同的介質其相位發生變化并產生的差異。相位指在某一時間上，光的波動所達到的位置。一般由于被檢物體（如不染色的細胞）所能產生的相差太小，肉眼很難分辨，只有在變相差為振幅差（明暗差）之后才能被區分。相差決定于 光波所通過介質的折射率之差及其厚度，等于折射率與厚度的乘積之差（即 光程之差）。而相差顯微鏡就是利用被檢物的光程之差進行鏡檢的。
細胞生物學的研究儀器中 相差顯微鏡，透射電子顯微鏡和 掃描隧道電子顯微鏡的設計或發明獲得了諾貝爾獎。
