O estudo de células vivas ou exame a fresco possibilita o estudo dos movimentos celulares, da mitose bem como a ação de diversas substâncias sobre essas células e da secreção pelas células, no entanto como as células e seus constituintes são transparentes, podem ser usados corantes supravitais, tais como a orceína e o verde Jano, que não levam à morte celular.

A fixação do material é a primeira etapa para a obtenção de um preparado permanente. Os fixadores têm como finalidade evitar a autólise, impedir a proliferação de bactérias, aumentar a afinidade das estruturas celulares pelos corantes usados na microscopia óptica e o contraste na microscopia eletrônica, além de endurecer as células para que resistam melhor às etapas da técnica.

Os agentes fixadores mais utilizados em microscopia óptica são tetróxido de ósmio e glutaraldeído, enquanto na microscopia eletrônica, são usados o formol e o Bouin. Esses fixadores coagulam as proteínas, causando modificações mínimas na estrutura celular e se combinam com os grupamentos amínicos das proteínas das membranas celulares.

A microtomia consiste em utilizar um micrótomo para obter cortes sucessivos, delgados e uniformes. Tecidos destinados ao estudo por microscopia óptica são incluídos em parafina ou resinas plásticas especiais e corados em espessura de 1 a 6 cm, enquanto para microscopia eletrônica, são incluídos em resina tipo epóxi e cortados em espessura de 0,2 a 0,1 µm. Para os dois procedimentos, utilizam-se navalhas de aço.

As estruturas celulares são transparentes e precisam ser coradas, baseadas na afinidade dos corantes. Desse modo, as que se coram por corantes ácidos são denominadas acidófilos, como o azul-de-toluidina e o azul-de-metileno, e as que se coram por corantes básicos são os basófilos, como a hematoxilina e a eosina. Esses corantes podem ser empregados em microscopia óptica e eletrônica.