Το μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης είναι ένα επιστημονικό όργανο που έχει σχεδιαστεί ειδικά για να αυξάνει την αντίθεση των ζωντανών δειγμάτων υπό παρατήρηση. Το μικροσκόπιο εξαρτάται από τις διαφορετικές διαθλαστικές ιδιότητες των αντικειμένων για τη διάκριση μεταξύ διαφανών και άχρωμων δομών. Άλλες μέθοδοι μικροσκοπίας εξαρτώνται από τη χρώση ενός δείγματος για την επισήμανση ή τον καθορισμό διαφορετικών κυτταρικών συστατικών. Η διαδικασία της χρώσης συνήθως σκοτώνει το δείγμα, καθιστώντας αδύνατη τη μελέτη των ενεργών κυτταρικών διεργασιών. Το μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης εξαλείφει την ανάγκη θανάτωσης ενός δείγματος αξιοποιώντας τη φύση των κυμάτων φωτός.
Ένα φωτεινό κύμα περιέχει κορυφές και κοιλάδες σε τακτά χρονικά διαστήματα. Εάν οι κορυφές και οι κοιλάδες διαφορετικών κυμάτων ευθυγραμμίζονται, λέγεται ότι βρίσκονται σε φάση. Όταν είναι λανθασμένα ευθυγραμμισμένα τα κύματα είναι εκτός φάσης.
Το μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης χρησιμοποιεί δύο πηγές φωτός: μια λάμπα κάτω από το δείγμα και ένα φως που είτε διαθλάται είτε ανακλάται από το δείγμα. Το φως διέρχεται από ένα διαφανές αντικείμενο, ενώ ανακλάται από ένα συμπαγές, αλλά άχρωμο αντικείμενο. Όταν τα κύματα φωτός ενωθούν στον συμπυκνωτή φάσης, έναν φακό πάνω από το δείγμα, θα είναι είτε σε φάση είτε εκτός φάσης. Εάν τα κύματα φωτός είναι σε φάση, το αντικείμενο θα φαίνεται φωτεινό. Εάν είναι εκτός φάσης, το αντικείμενο θα είναι σκιασμένο ή σκοτεινό.
Το μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης αναπτύχθηκε για πρώτη φορά γύρω στο 1930 από τον Fritz Zerinke. Η εφεύρεσή του αρχικά δεν έγινε δεκτή. Όταν η γερμανική πολεμική μηχανή το έπιασε το 1941, τελικά κατασκευάστηκε.
Μετά τον πόλεμο, το μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης συνέχισε να κατασκευάζεται και να εφαρμόζεται σε νέους τομείς μελέτης, όπως η ιατρική. Το μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης έχει παίξει καθοριστικό ρόλο στην περιγραφή των διαδικασιών που εμπλέκονται στη διαίρεση των κυττάρων και σε άλλες ενεργές κυτταρικές διεργασίες. Ο Ζέρινκε τιμήθηκε αργότερα με το Νόμπελ Φυσικής το 1953 για τη συμβολή του στις τεχνικές μικροσκοπίας.