通常显微镜的分辨率受光衍射的影响，只能达到半波长的分辨率。而STED 显微成像的原理通俗地说是用一束环形光来干涉抵消掉荧光衍射环的一部分，从而实现分辨率的提升，通常能达到50纳米左右的分辨率。
STORM 和PALM技术利用的是单个分子成像的基本原理，单个分子所呈现的图像会呈现
高斯分布的一个圆形斑点，利用高斯拟合中心来还原单个荧光分子的中心位置。通过对同一视野重复多次拍摄，利用单个荧光分子位置叠加来还原位置结构信息。这种方法可以达到10nm左右的精度，但是由于需要重复多次拍摄，需要拍摄的时间较长。
STED技术对设备要求相对较高，可以实时拍摄，成像速度快，有活细胞成像追踪的前景。STORM和PALM技术对设备要求低，在传统显微镜的基础上改造就可以实现，更容易推广。