Die Hellfeldmikroskopie nutzt die Absorption und Streuung von Licht durch biologische Proben zur Kontrasterzeugung. Sie ist die klassischste und am weitesten verbreitete Bildgebungsmethode in den Lebenswissenschaften und wird häufig bei der Untersuchung pathologischer Präparate, histologischen Studien und in Lehrveranstaltungen eingesetzt.

Biologische Proben umfassen ein breites Spektrum an räumlichen Skalen, von Zellkernen und Zytoplasma bis hin zu kompletten Gewebestrukturen, mit Dimensionen von Mikrometern bis Millimetern. Im ungefärbten Zustand sind die Proben nahezu transparent mit minimalen Brechungsindexunterschieden, was zu einem geringen Kontrast führt. Daher werden üblicherweise verschiedene Färbetechniken eingesetzt, um den Bildkontrast zu verbessern. Aufgrund dieser Eigenschaften stellt die Hellfeldmikroskopie hohe Anforderungen an die Kameraleistung, insbesondere hinsichtlich räumlicher Auflösung und Farbtreue.