Canlı hüceyrələrin işıq mikroskoplarında qısa müddət ərzində tədqiq etmək mümkündür. Hüceyrələri daha dərindən uzun müddətdə tədqiq etmək lazım gəldikdə, onları xüsusi kameralara keçirirlər. Bu kameralar yastı, deşikli şüşə qablar olub, üzəri qapaqla örtülür. Bəzən yığılıb açıla bilən kameralardan da istifadə edilir. Tədqiq ediləcək ibtidai orqanizmlər, sərbəst yaşayan təkhüceyrəlilər, qan hüceyrələri və ya çoxhüceyrəli orqanizmin müəyyən toxumalarından ayrılan hüceyrələr belə kameralarda tədqiq olunur. Öyrənilən obyektdən, tədqiqatın məqsədindən asılı olaraq hüceyrələr xüsusi qidalı mühitdə saxlanılır və tədqiq olunur. Təkhüceyrəli orqanizmlər üçün belə mühit onların yaşadığı xarici mühitdəki şəraitə uyğun olan mühitdir. Bəzən laboratoriya şəraitində onların yaşayıb çoxalması üçün təbii mühitə müvafiq şərait yaradılır. Adətən belə mühit müxtəlif duzların tarazlaşdırılmış məhlullarıdır ki, həmin məhlullara onların qidasını təşkil edən mikroorqanizmlər və digər ibtidailər daxil edilir. Qan hüceyrələri və ya digər sərbəst yaşayan hüceyrələr plazma və ya xüsusi sintetik mühitdə öyrənilir.

Toxuma və orqanların öyrənilməsində toxuma kulturası üsulundan istifadə edilir. Toxuma kulturası üsulunun ən sadə forması ondan ibarətdir ki, qidalı mühitdə (qan plazması ilə rüşeym ekstraktının qarışığı və ya sintetik mühitlə qan plazması qarışığı) doldurulmuş kameraya canlı toxumanın kiçik bir hissəsi keçirilir. Bir müddətdən sonra həmin toxumanın hüceyrələri bölünür və böyüyürlər. Bu metodun nisbətən dəyişdirilmiş variantı da vardır. Bu ondan ibarətdir ki,toxumadan götürülmüş hissə ehtiyatla tripsin və ya versen fermentləri ilə işlənir. Bu zaman hüceyrələr bir-birindən ayrılır. Sonra bu ayrılmış hüceyrələr qidalı mühit doldurulmuş şüşə kameraya keçirilir. Bu mühitdə hüceyrələr kameranın dibinə çökür, onun dibinə yapışır, bölünür, böyüyür, əvvəlcə koloniya əmələ gətirir, sonra isə iri hüceyrə plastı əmələ gətirirlər. Belə kameranı mikroskop altında müşahidə etmək, hüceyrələrin bölünməsi, böyüməsi, inkşafını və s. öyrənmək mümkün olur.

Hüceyrələrin bu cür öyrənilməsi üçün rüşeym hüceyrələrini öyrənmək daha əlverişlidir. Yaşlı orqanizmin hüceyrələri bu cür süni mühitdə orqanizmdən kənarda çox çətinliklə böyüyüb, inkişaf edirlər. Hüceyrələri bu cür toxuma kulturasında öyrəndikdə süni mühiti vaxtaşırı dəyişmək lazım gəlir. Bundan başqa orqanizmə xas olan temperatur mühitinin saxlanılmasına da riayət etmək vacibdir. İstiqanlı heyvanlar üçün 37⁰ , soyuqqanlı heyvanlar üçün 20⁰ temperatur mühiti yaratmaq tələb olunur. Toxuma kulturasında hüceyrələrin normol inkişafını təmin etmək üçün aseptik şərait yaratmaq, mühitin sterilliyini qorumaq da vacib şərtlərdən biridir. Hazırda hüceyrələrin toxuma kulturasında saxlanılmasından təkcə sitoloji məqsədlər üçün deyil, genetik, virusoloji, biokimyəvi tədqiqatlarda da istifadə edilir. Canlı hüceyrələrdə gedən proseslər mikroskopa geydirilmiş fotoaparat vasitəsilə şəkli çəkilir, kinoaparat vasitəsilə isə onlarda gedən prosesləri çəkmək mümkün olur. Hazırda toxuma kulturasında öyrənilən hüceyrələrdə gedən prosesləri öyrənmək üçün kinolentə çəkməyin daha çox əhəmiyyəti vardır. Belə ki, hüceyrənin bölünməsi, faqositoz, stoplazmanın hərəkəti, kirpiklərin hərəkəti və s. kimi hüceyrə həyatında böyük əhəmiyyət kəsb edən proseslər əyani olaraq kinolentində müşahidə edilir.

Canlı hüceyrələrin öyrənilməsində mikrocərrahiyyə üsulundan da istifadə edilir. Bu üsulun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, mikroskopa geydirilən mikromanipulyator vasitəsilə onlardan istənilən hissələr çıxarılır, hüceyrəyə müəyyən maddələr daxil edilir (mikroinyeksiya) və s. aparılan əməliyyata mikroskopla nəzarət edilir. Mikrocərrahiyyə üsulundan istifadə etməklə nüvənin bir hüceyrədən digərinə köçürülməsi, rüşeymin inkşafı dövründə blastomerlərin ayrılması, hüceyrənin quruluş vahidlərini hüceyrədən çıxarmaq, başqa hüceyrəyə daxil etmək, hüceyrəyə müəyyən maddələr daxil etmək və s. işləri görmək olur ki, bu zaman ayrı-ayrı hüceyrə vahidlərini hüceyrədəki fizioloji proseslərdəki rolu müəyyənləşdirilir, müəyyən maddələrin sitoplazma və nüvədə hərəkəti və s. öyrənilir.

İki nüvəcikli hüceyrədən nüvəciyin birini çıxarmaqla ikinci nüvəciyin özünü necə aparmasını öyrənmək mümkündür. Bu üsulla öyrənmişlər ki,belə halda hüceyrədən çıxarılmış nüvəciyin funksiyasını ikinci nüvəcik öz üzərinə götürür və onun da vəzifəsini yerinə yetirir.

Canlı hüceyrələri öyrənərkən onları vital rəngləyicilərlə rəngləyirlər. Bu rəngləyicilərdən turş (göy tripan, karmin) və ya qələvi (neytral qırmızı, göy metilen) təbiətli maddələri göstərmək olar. Bu maddələr 1:200000 nisbətində suda həll edilir ki, bu, da həmin rəngləyicinin canlı hüceyrəyə təsirini minimum səviyyəyə çatdırır. Hüceyrələrə vital rəngləyicilərlə təsir etdikdə onlar sitoplazmada qranulalar şəklində toplanır. Hüceyrə öldükdə isə həmin rəngləyicilər sitoplazmada diffuz olaraq yayılır, sitoplazma və nüvəni də rəngləyir.

Mikroskoplar vasitəsilə tədqiq edilən obyektlərin şəkli xüsusi qurğu ilə mikroskopa bərkidilmiş, fotoaparat vasitəsi ilə çəkilir. Belə fotoaparatların obyektivi çıxarılır. Mikroskopun optik sistemi fotoaparatın obyektivini əvəz edir.