2014年，E.白兹格（Eric Betzig，美国，1960～）、W.E.莫尔纳（William Esco Moerner，美国，1953～）和S.W.赫尔（Stefan W. Hell，德国，1962～）三位科学家凭借超分辨荧光显微技术领域的研究成果获得诺贝尔化学奖，打破了传统光学成像中长期存在的衍射极限，将显微成像的分辨率带入“纳米时代”。

阿贝理论指出，由于光的衍射现象，对一个理想物点进行成像不会得到理想像点，而是一个模糊的衍射像，从而限制了光学显微成像的分辨率极限，使其不可能超过光波波长的一半。超分辨显微技术能够从原理上打破这一衍射极限，得到更高分辨率的显微图像。

超分辨显微技术有两大类方法：①确定性超分辨率。在生物显微镜中最常用的发射体是荧光团，对激励产生能够提高分辨率的非线性响应，此类方法包括受激发射损耗显微技术、基态损耗显微技术、可逆饱和光学线性荧光跃迁显微技术、结构照明显微技术。②随机性超分辨率。许多分子光源的化学复杂性使其具有复杂的时间特性，可使多个近距离荧光团在不同的时间发光，从而可以在时间上进行分辨。此类方法包括单分子定位超分辨显微成像技术和光学涨落超分辨成像技术。

常见的超分辨显微技术主要分为3种：受激发射损耗显微技术（stimulated emission depletion microscopy，STED）、结构光照明显微技术（structure illumination microscopy，SIM）和单分子定位超分辨成像技术（single-molecule localization method，SMLM）。其中单分子定位技术主要包括光激活定位显微技术（photoactivated localization microscopy，PALM）和随机光学重建显微技术（stochastic optical reconstruction microscopy，STORM）两种。

随着超分辨显微技术的不断发展，其应用范围越来越广泛，尤其在生命科学、细胞分子生物学以及临床医学等方面有着非常重要的作用。超分辨显微技术能够在分子水平上观察和研究活体生物细胞的结构和功能，使得科学家实时动态观察生物有机体内的各类生化反应成为了现实，为揭示生命的活动规律、研究疾病的发生机理、提高医疗诊断水平和研发新药物都提供了前所未有的帮助。