荧光标记的特异性及可定量性。
共聚焦针孔的运用，有效的消除了焦平面上下散射光，提高轴向分辨率。
点光源激光的应用，对荧光素能达到有效的激发，激发的特异性高，降低对荧光的淬灭，增强侧向分辨率。
双光子的应用，相对较低平均功率的红外激发，大大减低对活细胞的损伤；荧光激发高度聚焦在焦点处，可避免了焦点以外的光漂白（Photobleaching）和光毒（cytotoxicity）作用，延长观察时间，是用于活细胞跟踪的最理想方法。
脉冲激光散射和吸收程度小，透射性强，对厚样品的穿透可达400um，是对厚的组织分析的最首先方法。
结合META新技术，尤其对荧光蛋白成像具有更方便，更精确的效果。
共聚焦及双光子在现代生物学研究中有如下应用：
多色荧光成像(Multi-color imaging)，具有多磁道和双向扫描，曲线扫描等特性。
三维重构（Three dimentional reconstruction）及定量分析。
实时成像（Time series,real time imaging），可进行活细胞跟踪。
离子成像（Ion imaging）/比率成像（Ratio imaging），可进行Ca2+,Mg2+,H+,Na+,K+,Zn2+,Ni2+,Fe2+,Hg2+,Pb2+及Cd2+等成像。
荧光原位杂交（FISH:fluorescence in situ hybridization）；
荧光漂白恢复（FRAP：fluorescence recovery after photobleaching）；
荧光共振能量转移（FRETM:fluorescence resonance energy transfer；
光生命期成像显微术（FLIM:fluorescence lifetime imaging microscopy）。
荧光相关光谱（FCS:fluorescence correlation spectroscopy）。