Pracovní princip stereoskopu je založen na binokulárním stereo vidění, která poskytuje trojrozměrnou metodu pozorování prostřednictvím dvou nezávislých optických drah.
Jádro stereo mikroskopu spočívá v návrhu optické struktury, který obvykle obsahuje běžnou primární objektiv. Dva světelné paprsky po zobrazování objektu jsou odděleny dvěma sadami mezilehlých objektivů (nazývaných také skupiny objektivu zoom) a vytvářejí určitý úhel (obecně 12 až 15 stupňů) a poté vytvářejí obrazy skrz příslušné okulány. Tento design způsobuje, že obrazy viděné levým okem a pravým okem mírně odlišují a mozek tyto obrazy spojuje k rekonstrukci trojrozměrného pocitu objektu.
