Un microscopio stereoscopico viene utilizzato per osservare i campioni poco ingranditi e per studiare le superfici dei campioni solidi. È anche usato per condurre lavori che richiedono un'osservazione più ravvicinata, come la dissezione, la microchirurgia e l'orologeria. Secondo la New York Microscope Company, altri usi chiave degli stereomicroscopi sono la fabbricazione di circuiti stampati, i processi di superfici di frattura e l'ingegneria legale. Pertanto, le sue principali aree di utilizzo sono le sezioni di produzione, ispezione e controllo qualità.
A differenza di altri tipi di microscopi, uno stereomicroscopio funziona sulla base del riflesso della luce dalla superficie del campione in esame e non sulla base della luce trasmessa attraverso un oggetto. Ha due obiettivi e due oculari, offrendo due angoli di vista. Cioè, sia gli occhi giusti che quelli di sinistra sono usati per visualizzare i campioni in studio. Anche se l'uso di due occhi rende la vista più ampia, l'immagine visualizzata sotto lo stereomicroscopio è simile a quella vista sotto altri microscopi, come il microscopio composto. Poiché utilizza la luce riflessa invece della luce trasmessa attraverso il campione in esame, uno stereomicroscopio è ideale per studiare campioni opachi o campioni troppo spessi perché la luce li attraversi. Per campioni di piccole dimensioni, lo strumento richiede un'illuminazione maggiore, simile ad altri tipi di microscopi.