以測量顯微鏡瞄準、能在x、y兩個座標內進行測量的通用光學長度測量工具（圖1）。測量顯微鏡又稱主顯微鏡。它的分劃板上有供瞄準用的米字形、螺紋輪廓形和其他形狀的標線。工具顯微鏡是20世紀20年代初期發展起來的，初期用於螺紋測量等，20年代後期出現萬能工具顯微鏡。70年代以後，應用光柵測長技術後出現數位顯示工具顯微鏡。80年代中期出現應用電子電腦技術處理測得資料的工具顯微鏡。
圖1 萬能工具顯微鏡
分類和結構 工具顯微鏡分小型、大型和萬能3種類型，其常見的測量范圍分別為50×25毫米，150×75毫米和200×100毫米。它們都具有能沿立柱上下移動的測量顯微鏡和坐標工作臺。測量顯微鏡的總放大倍數一般為10倍、20倍、50倍和100倍。小型和大型的坐標工作臺能作縱向和橫向移動，一般采用螺紋副讀數鼓輪、讀數顯微鏡或投影屏讀數，也有采用數字顯示的，分度值一般為10微米、5微米或1微米。萬能工具顯微鏡的工作臺僅作縱向移動，橫向移動由裝有立柱和測量顯微鏡的橫向滑架完成，一般采用讀數顯微鏡、投影屏讀數或數字顯示，分度值為1微米。工具顯微鏡的附件很多，有各種目鏡，例如螺紋輪廓目鏡、雙像目鏡、圓弧輪廓目鏡等，還有測量刀、測量孔徑用的光學定位器和將被測件投影放大後測量的投影器。此外，萬能工具顯微鏡還可帶有光學分度臺和光學分度頭等。
用途和測量方法 工具顯微鏡主要用於測量螺紋的幾何參數、金屬切削刀具的角度、樣板和模具的外形尺寸等，也常用於測量小型工件的孔徑和孔距、圓錐體的錐度和凸輪的輪廓尺寸等。工具顯微鏡的基本測量方法有影像法和軸切法。①影像法：利用測量顯微鏡中分劃板上的標線瞄準被測長度一邊後，從相應的讀數裝置中讀數，然後移動工作臺（或橫向滑架），以同一標線瞄準被測長度的另一邊，再作第二次讀數。兩次讀數值之差即被測長度的量值。圖2為利用影像法測量樣板的L尺寸。②軸切法：測量過程與影像法相同，但瞄準方法不同。測量時分劃板上的標線不直接瞄準被測長度的兩邊，而瞄準與被測長度相切的測量刀上寬度為3微米的刻線，以此來提高瞄準精度（見螺紋測量）。