Microscopia especular é a fotografia em grande aumento da camada de células endoteliais da córnea. As células endoteliais da córnea não se regeneram e têm um ritmo de perda de acordo com a idade e o organismo. Existe um padrão de normalidade, ao qual o resultado deste exame é sempre comparado. A perda de células endoteliais acentua-se em algumas doenças da córnea e do bulbo ocular (infecção, glaucoma, inflamação), com o uso de lentes de contato, cirurgias ou traumatismos. Estas células são responsáveis pelo metabolismo, mantendo seu estado de desidratação. Se a córnea não fosse desidratada, não seria transparente. Com a redução do número de células endoteliais por milímetro quadrado há hidratação e edema da córnea, causando o esfumaçamento da córnea e a piora da acuidade visual. Em casos extremos de acentuada redução da quantidade de células endoteliais, indica-se transplante de córnea para restituí-las.

Além da quantificação das células endoteliais, a microscopia especular analisa sua morfologia. A célula endotelial sadia é sextavada, e totalmente aderida às células adjacentes, sendo a camada endotelial uma camada homogênea. Se houver a perda de alguma célula endotelial, verifica-se a presença de falhas entre as células restantes sadias (áreas escuras, denominadas de córnea guttata). A célula endotelial em sofrimento modifica sua forma e os limites celulares (pleomorfismo) e geralmente aumenta de tamanho (polimegatismo). A contagem endotelial é uma avaliação indireta da vitalidade tecidual.