全反射蛍光顕微鏡は、特定のタイプの光学蛍光顕微鏡であり、特定の照明モード（全反射）により、サンプルの非常に薄いスライス（厚さ 200 nm 未満）の検査が可能です。これは、近接場顕微鏡のファミリーの一部です。
細胞生物学では、細胞接着、細胞膜受容体へのホルモンの結合、神経伝達物質の分泌、膜動態（エンドサイトーシス、エキソサイトーシス）など、細胞の表面で起こる多数の分子現象が従来型または共焦点法によって研究されてきました。蛍光顕微鏡検査。ただし、標本の表面に結合する蛍光分子とそのすぐ近くの環境に存在する蛍光分子の間には平衡状態が存在します。これらの分子が励起され、その蛍光が従来の顕微鏡で検出されると、結合した分子からの蛍光が、通常は大幅に過剰になる遊離分子からの蛍光と混合されます。
全反射蛍光顕微鏡 (TIRFM) は、この問題を克服します。このデバイスの原理は、ガラス(サンプル サポート)/水 (サンプル周囲の環境)界面にすぐ隣接した、非常に浅い深さでのみ蛍光を励起することです。励起はエバネッセント波によるものです。これは、入射光がガラスと水の界面で全反射される場合にのみ発生します。これは、特定の入射角でのみ発生します。臨界角は全反射です。次に、サンプルは表面から浅い深さ (約 200 nm) まで電磁場にさらされます。蛍光励起強度は、表面からの距離とともに指数関数的に減少します。したがって、TIRFM では、細胞とその支持体 (基底膜) の接触領域を非常に選択的に視覚化できます。したがって、生細胞の原形質膜で発生する形態や現象を非常に高い解像度で研究することが可能です。