स्टीरियो माइक्रोस्कोप का कार्य सिद्धांत दूरबीन स्टीरियो विजन पर आधारित है, जो दो स्वतंत्र ऑप्टिकल मार्गों के माध्यम से एक तीन-आयामी अवलोकन विधि प्रदान करता है।
स्टीरियो माइक्रोस्कोप का मूल इसके ऑप्टिकल संरचना डिजाइन में निहित है, जिसमें आमतौर पर एक सामान्य प्राथमिक उद्देश्य लेंस होता है। ऑब्जेक्ट को इमेजिंग करने के बाद दो लाइट बीम को मध्यवर्ती उद्देश्य लेंस के दो सेटों (जिसे ज़ूम लेंस समूह भी कहा जाता है) द्वारा अलग किया जाता है और एक निश्चित कोण (आमतौर पर 12 से 15 डिग्री) बनाते हैं, और फिर अपने संबंधित ऐपिस के माध्यम से छवियां बनाते हैं। यह डिज़ाइन बाईं आंख और दाईं आंख द्वारा देखी गई छवियों को थोड़ा अलग बनाता है, और मस्तिष्क इन छवियों को ऑब्जेक्ट के तीन आयामी अर्थों को फिर से बनाने के लिए फ़्यूज़ करता है।
