Mikroskooppivalokuvaus on tiedettä luoda ja tallentaa kuvia mikroskooppisesta materiaalista. Sitä käytetään laajalti eri tieteenaloilla, oikeuslääketieteestä arkeologiaan. Varhaisiin mikroskooppivalokuvausmenetelmiin kuului valokuvauslaitteiden mukauttaminen mikroskooppilinssien kanssa käytettäväksi. 21. vuosisadalla digitaalisen valokuvauksen edistyminen mahdollistaa suuremman joustavuuden näiden kuvien luomisessa. Mikroskooppivalokuvausta kutsutaan myös fotomikroskopiaksi, ja tulosta kutsutaan mikrovalokuvaksi tai yksinkertaisesti mikrokuvaksi.
Valokuvaus ja mikroskopia ovat molemmat seurausta optiikan ja linssin rakentamisen edistymisestä 17-19 -luvuilla. Nerokkaat peilien ja suurennuslasien yhdistelmät tuovat kuvan pienet yksityiskohdat terävään tarkkuuteen aivan kuten ihmissilmä. Oikeilla järjestelyillä tällaiset linssit ja peilit voivat suurentaa hyvin kaukaa, kuten kaukoputkissa, tai hyvin pieniä. 1800 -luvulla uraauurtavat valokuvaajat oppivat tallentamaan kuvia pysyvästi metalli- tai lasipinnoille, joita kutsutaan levyiksi, kemiallisten prosessien avulla. Tiedemiehet ymmärsivät pian, että he voisivat käyttää valokuvausta tallentamaan katsomansa kuvat mikroskooppiensa kautta.
Varhaisin mikroskooppivalokuvaus tallensi mikroskooppisia kuvia suoraan valokuvalevyille. Tämä saavutettiin käyttämällä sovitinrenkaita mikroskoopin kiinnittämiseksi kameran linssiin. Joissakin tapauksissa kameran linssi poistettiin, jolloin mikroskooppi voi toimia itse objektiivina. 20 -luvulla kehitettiin erikoiskameroita, joilla voit tallentaa mikrokuvia valokuvausfilmeille. Ajan tavanomaiset kuvankäsittelytekniikat vaativat kalvon upottamisen kehitettäviin kemikaaleihin aiheuttaen jonkin verran viivettä ennen kuvan analysointia.
Digitaaliset valokuvaustekniikat ovat muuttaneet sekä mikroskooppia että mikroskooppivalokuvausta. Nykyaikaiset mikrovalokuvat voivat näyttää mikroskooppista materiaalia reaaliajassa, kun se on vielä mikroskoopin alla. Videotallennus ja integrointi tietokonejärjestelmiin on myös mahdollista, mikä voi auttaa, kun kuvan yksityiskohtainen analysointi on tarpeen. Rikoslaboratoriot käyttävät tällaisia mikrokuvia etsiessään jälkiä todisteista rikospaikoista. Tämä on luultavasti tunnetuin fotomikroskopian käyttö TV-rikosdraamojen ansiosta.
Mikroskooppivalokuvauksella on kuitenkin muita sovelluksia, ja se on johtanut edistymiseen lukuisilla tieteenaloilla. Esimerkiksi geologit tutkivat mikroskooppisia maaperänäytteitä todisteita ilmakehän ja ympäristöolosuhteista eri historiallisilla aikakausilla. Lääketiede ja immunologia ovat myös riippuvaisia mikrokuvista sairauksien tutkimiseen, diagnosointiin ja hoitoon. Elektronimikroskoopit käyttävät elektroneja valon sijaan tutkiakseen materiaalia, mukaan lukien solu- ja molekyylirakenteet, paljon suuremmalla suurennuksella kuin tavalliset mikroskoopit. Elektronimikroskooppien luomia kuvia kutsutaan myös mikrografikoiksi.