在光學顯微鏡或解剖鏡的可見視野內，操作者一邊觀察一邊借助手控的機械驅動裝置，進行各種微量操作的技術。由於最初用於微小生物體的結構解剖，故又稱顯微手術。顯微操作的特點是直觀、定位準確並可進行穩定的三維操作。它使各類手術操作的度量水準比在肉眼和徒手條件下的操作提高瞭成百至上千倍。顯微鏡的高解析度加上顯微工具及其三維驅動裝置以及微量註射液壓裝置等的高精密度，使顯微操作可達到很高的準確度。
沿革 1859年美國H.D.施米特，首次設計瞭一種能在顯微鏡下解剖動物組織的裝置。1887年法國L.查勃萊在顯微鏡下用微針破壞海鞘的卵裂球以研究細胞的發育能力。1921～1922年美國R.錢伯斯首先報道瞭定名為顯微操作器的裝置，可在高倍顯微鏡下解剖動物細胞的染色體。1930年美國麻省的埃默森公司首先專利出售杠桿滑動式顯微操作器。之後又經改良而發展成現在使用的各種顯微操作器。
類別 分為顯微鏡下操作和解剖鏡下操作兩類。
顯微鏡下操作的設備 包括配有倒相和長焦距物鏡的顯微鏡、顯微操作器、顯微工具制作器、自動拉針器、磨針器等。常用的顯微操作器有3種：機械推動式顯微操作器（圖1）、滑動式顯微操作器和液壓式顯微操作器。拉針器也有許多種，如垂直重力式電動拉針器、水平彈簧式拉針器和電磁式拉針器等。顯微工具制作器是用來制備微針、微吸管、微刀、微鉤等顯微工具的，它由可調電熱絲和除去鏡臺的解剖鏡等組合而成，適於針尖的加工。
圖1 機械推動式顯微操作器、配套顯微鏡
解剖鏡下操作的設備 這裡所用設備的精密度沒有顯微鏡下使用的高，可根據研究對象及研究目的自行設計。例如中國科學院發育生物學研究所設計的解剖鏡用顯微操作器（圖2）適用於兩棲類和魚類等卵子的細胞核移植和核酸或基因的卵內顯微註射等工作。
圖2 解剖鏡下用顯微操作器
顯微操作用儀器應根據具體的實驗材料和實驗目的及現有設備來選擇，並註意儀器間的配套。有些在解剖鏡下的實驗操作不需要特殊的顯微操作裝置，可直接用雙手持顯微工具進行。如手持玻璃針在解剖鏡下分離動物胚胎的卵裂球、分離胚胎組織及進行組織塊移植等。
應用 包括細胞器的移植；各種大分子物質（包括DNA片段或特定的基因、信使核糖核酸、蛋白質、激素、酶類、熒光抗體、藥物及染料等）向細胞、細胞核內的顯微註射、異種精子向卵子內的註射、哺乳動物胚泡的顯微註射；各種動物的卵子和胚胎、特別是體積極小的哺乳動物卵子和胚胎在體外培養條件下的顯微切割、胚胎細胞的交換、重組和聚集以及顯微輻射(即用微束紫外光或激光在顯微鏡下轟擊細胞內的某一部分精細結構) 等一系列技術。這些技術的建立對於研究個體發生和細胞分化、核質關系、細胞的結構和生物大分子的功能、細胞的誘變與雜交、基因表達與發育調節、外源遺傳物質對細胞、原生質體或生物體的作用等方面均有重要作用。
有些顯微操作技術如胚胎切割、嵌合體制作，顯微註射外源基因以獲得轉基因動物等已開始應用到大傢畜上；細胞核移植已用於經濟魚類的克隆。
參考書目
嚴紹頤：魚類細胞核移植技術，《動物學雜志》，北京，1975/2。