Ένα μικροσκόπιο πόλωσης χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό πετρωμάτων και ορυκτών σε λεπτά τμήματα. Πρόκειται για ένα τυπικό οπτικό μικροσκόπιο που είναι εφοδιασμένο με μία κυκλική τράπεζα, περιστρεφόμενη κατά 360°, ειδικούς αντικειμενικούς φακούς, έναν πολωτή για την παραγωγή πολωμένου φωτός και ένα δεύτερο πολωτή, που ονομάζεται "αναλυτής" στη διαδρομή του φωτός μεταξύ αντικειμενικού φακού και προσοφθάλμιου φακού. Μερικά πετρογραφικά μικροσκόπια μπορούν επίσης να εξοπλιστούν με τον λεγόμενο "φακό Bertrand", ο οποίος εστιάζει και διευρύνει το σχήμα παρεμβολής που απεικονίζεται στο οπίσθιο μέρος του αντικειμενικού φακού. Συνήθως τα πετρογραφικά μικροσκόπια διαθέτουν ειδικά προσανατολισμένα φίλτρα που βρίσκονται μέσα στην οπτική διαδρομή μεταξύ των πολωτών, για να προσδιοριστεί η θετική και αρνητική διπλή διάθλαση (birefringence) και η σειρά των ορυκτών. Τα περισσότερα κρυσταλλικά υλικά και μεταλλικά στοιχεία αλλάζουν τις κατευθύνσεις του πολωτικού φωτός, επιτρέποντας στο μέρος του μεταβαλλόμενου φωτός να περάσει από τον αναλυτή στους προσοφθάλμιους. Η χρήση ενός πολωτή καθιστά δυνατή την προβολή στο απλό πολωτικό φως. Με τη χρήση των δύο πολωτών, επιτρέπει την ανάλυση σε λεγόμενη κατάσταση "σταυρωτής πόλωσης".