1.光學顯微鏡和倒置顯微鏡
凋亡細胞的主要特徵為核染色質緻密深染，形成緻密質塊，有時可碎裂。在HE染色的組織切片中細胞體積縮小，胞質緻密、嗜酸性染色增強，並可形成凋亡小體。在組織中凋亡細胞常以分散單個形式存在，凋亡細胞與周圍細胞分離，不引起炎症反應。
本方法簡便易行，但在細胞密集的組織中對於改變不典型的細胞判斷較困難，常缺乏較為特徵的指標，具有較強的主觀性，重複性差。本方法可用於調亡現象的初步觀察，作為分析指標之一。
1）未染色細胞：
凋亡細胞的體積變小、變形，全面皺縮，細胞膜完整但出現發泡現象，細胞凋亡晚期可見凋亡小體，凋亡小體為數個圓形小體圍繞在細胞周圍。貼壁細胞出現皺縮、變圓、脫落。
2）染色細胞：
姬姆薩（Giemsa）染色、瑞氏染色等：正常細胞核色澤均一；凋亡細胞染色質濃縮、邊緣化，核膜裂解、染色質分割成塊狀和凋亡小體等典型的凋亡形態；壞死細胞染色淺或沒染上顏色。
蘇木素-伊紅（HE）染色：細胞核固縮碎裂、呈藍黑色、胞漿呈淡紅色（凋亡細胞），正常細胞核呈均勻淡藍色或藍色，壞死細胞核呈很淡的藍色或藍色消失。
2.螢光顯微鏡和共聚焦雷射掃描顯微鏡
一般以細胞核染色質的形態學改變為指標來評判細胞凋亡的進展情況。 常用的DNA特異性染料有： Hoechst 33342， Hoechst 33258，DAPI。三種染料與DNA 的結合是非嵌入式的，主要結合在DNA的A-T鹼基區。紫外光激發時發射明亮的藍色螢光。
Hoechst是與DNA特異結合的活性染料，能進入正常細胞膜而對細胞沒有太大細胞毒作用。Hoechst 33342在凋亡細胞中的螢光強度要比正常細胞中要高。 DAPI為半通透性，用於常規固定細胞的染色。
PI和Hoechst33342雙標：PI、Hoechst33342均可與細胞核DNA（或RNA）結合。但PI不能通過正常細胞膜，Hoechst則為膜通透性螢光染料，故細胞在處於壞死或晚期調亡時細胞膜被破壞，這時可為PI著紅色。
正常細胞和中早期調亡細胞均可被Hoechst著色，但是正常細胞核的Hoechst著色的形態呈圓形，淡蘭色，內有較深的蘭色顆粒；而調亡細胞的核由於濃集而呈亮蘭色，或核呈分葉，碎片狀，邊集。故PI著色為壞死細胞；亮蘭色，或核呈分葉狀，邊集的Hoechst著色的為調亡細胞。
凋亡細胞體積變小，細胞質濃縮。細胞凋亡過程中細胞核染色質的形態學改變分為三期：Ⅰ期的細胞核呈波紋狀（rippled）或呈折縫樣（creased），部分染色質出現濃縮狀態；Ⅱa期細胞核的染色質高度凝聚、邊緣化；Ⅱb期的細胞核裂解為碎塊，產生凋亡小體。