干涉显微镜是干涉仪和显微镜的组合，利用干涉条纹的弯曲量来测量表面的微观不平度。与其他光学技术相比，干涉显微镜具有较高的放大倍数和分辨率，而且表面信息直观，测量精度很高。
根据光路设计的不同，干涉显微镜可分为Michelson、Mirau 和Linnik 三种类型。
图片Michelson 干涉显微镜的参考光路与测量光路为分光路，结构如图（a）所示。光束从显微物镜出来后，经分光镜分成两束，分别照射到参考镜和被测面，反射后再次经过分光镜、显微物镜汇合后发生干涉。由于分光镜处于显微镜与被测面之间，显微镜的放大倍数不能太大，一般为1 倍、2.5 倍或5 倍，因此视场可以很大，而且分光镜限制了物镜的工作距离。
Mirau 干涉显微物镜则属于共光路干涉显微镜，如图（b）所示。光束经显微物镜透过参考板，镀有半反半透膜的分光板将光束分成两束，一束透过分光板照射在被测表面上，另一束被分光板反射到参考板上的小镜面，从被测表面和参考板反射的两束光再次回到分光板交汇，经过显微物镜发生干涉。与Michelson 干涉显微镜相似，参考板和分光板的位置限制了物镜的放大倍数，Mirau 干涉显微镜的放大倍数一般为10 倍、20 倍或50 倍，参考板上的小镜面对成像有影响。
Linnik 干涉显微物镜的光路与Michelson 干涉显微镜类似，属于分光路结构，如图（c）所示。光线经分光镜分成两束，分别经过显微物镜照射在参考反射镜和被测表面上，反射光沿原路返回，在分光镜处交汇后产生干涉。由于在分光镜后的测量光路和参考光路上分别加入相同的显微物镜，显微镜的放大倍数可以达到100 倍，甚至200 倍，分光镜不限制物镜的工作距离。但参考光路和测量光路的物镜需要匹配，否则会影响光程差。
Michelson 干涉显微物镜的参考光路和被测光路处于不同光路，并共用显微物镜，因此放大倍数最小，数值孔径和横向分辨率较低，数值孔径小于0.2，横向分辨率低于8μm；Mirau 干涉显微物镜的参考光与测量光共用一个光路，抗干扰能力强于分光路结构的Michelson 干涉显微物镜和Linnik 干涉显微物镜，中等数值孔径和横向分辨率，数值孔径为0.25～0.55，横向分辨率可达1μm。Linnik 干涉显微物镜的数值孔径和横向分辨率最高，数值孔径可为0.95，横向分辨率达0.5μm。但结构复杂，而且分光路结构使得抗干扰能力较差。
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