Bir karanlık alan mikroskobu, aydınlık alan mikroskobu gibi çalışır ancak ışığı yüksek bir açıyla yönlendirmek için halka şeklinde bir diyafram kullanır. Işığın çoğu objektife ulaşmaz, bu nedenle arka plan karanlık görünür. Yalnızca numune özelliklerinden saçılan ışık merceğe girer ve bu özelliklerin karanlık bir arka plana karşı parlak görünmesini sağlar.