Ett virtuellt mikroskop är en svit av mjukvara och datakomponenter som gör det möjligt för användare att komma åt riktiga, arkiverade bilder via Internet och att utforska dem på sin dator som om de använder ett riktigt mikroskop. Det är ett användbart forsknings-, undervisnings- och inlärningsverktyg men begränsas av storleken på biblioteket med lagrade bilder och av svårigheten att återge de tredimensionella bilderna sedda genom ett verkligt stereomikroskop. Bildernas virtuella karaktär tillåter användare att manipulera och utforska bilder med hjälp av sin dator på sätt som ett grundläggande mikroskop dock inte kan.
Beroende på avsedd användning kan ett virtuellt mikroskop vara ett enkelt intuitivt gränssnitt med ett litet bibliotek av bilder som används som en interaktiv övning för barn för att lära dem grunderna i mikroskopi, eller så kan det vara ett omfattande interaktivt verktyg med komplett simulerad funktionalitet av flera typer av riktiga mikroskop som bygger på en mycket stor databas med bilder. En egenskap som delas av alla typer av virtuella mikroskop är att de alla är datorsimuleringar av egenskaperna och kapaciteten hos ett riktigt mikroskop. Vissa kan vara fritt tillgängliga för allmänheten medan andra kan vara tillgängliga endast för dem med auktoriserad tillgång när det gäller känslig forskning eller kriminaltekniska bevis som samlats in för brottsbekämpande ändamål.
En databas med bilder är grunden för alla virtuella mikroskop, och alla sådana system begränsas av storleken på dess bildbibliotek. Faktiska bilder tagna med kameror och riktiga mikroskop konverteras till extremt högupplösta digitala filer och lagras i en databas där de kan nås av användare av det virtuella mikroskopsystemet. Funktionerna hos en eller flera typer av mikroskop simuleras av programvara, vilket gör att användare kan manipulera och studera bilder på samma sätt som de skulle kunna om de studerade ett prov med ett riktigt mikroskop.
Utvecklingen av virtuella mikroskop är ett viktigt framsteg i undervisningen eftersom det gör att många fler studenter kan använda sig av mikroskopiska bilder utan att behöva de fysiska instrumenten, vilket många institutioner annars inte skulle kunna åstadkomma utan att köpa ett större antal dyra faktiska instrument. Istället för att köpa ytterligare mikroskop och tillhandahålla faciliteter för deras användning, kan ett universitet tillåta studenter att helt enkelt ladda ner och installera programvaran för virtuella mikroskop på sina persondatorer. Genom att tillhandahålla bildbibliotek online tillåter det också många fler studenter och forskare än vad som vanligtvis skulle ha tillgång till att använda data .