Um estereomicroscópio é usado para observar amostras pouco ampliadas e estudar as superfícies de espécimes sólidos. Também é utilizado para a realização de trabalhos que requeiram observação mais atenta, como dissecação, microcirurgia e relojoaria. De acordo com a New York Microscope Company, outros usos importantes dos estereomicroscópios são a fabricação de placas de circuito, processos de fratura de superfícies e engenharia forense. Assim, suas principais áreas de uso são as seções de fabricação, inspeção e controle de qualidade.
Ao contrário de outros tipos de microscópios, um estereomicroscópio funciona com base na reflexão da luz da superfície da amostra em vista e não com base na luz transmitida através de um objeto. Possui duas lentes objetivas e duas oculares, oferecendo dois ângulos de visão. Ou seja, os olhos direito e esquerdo são usados para visualizar as amostras em estudo. Embora o uso de dois olhos torne a visão maior, a imagem vista no estereomicroscópio é semelhante à vista em outros microscópios, como o microscópio composto. Como ele usa luz refletida em vez de luz transmitida através da amostra em estudo, um estereomicroscópio é ideal para estudar amostras opacas ou muito espessas para a luz passar por elas. Para espécimes pequenos, o instrumento requer maior iluminação, semelhante a outros tipos de microscópios.
