Mikroskopia STED jest jedną z kilku technik wysokorozdzielczych, które były w ostatnim czasie opracowane w celu pokonania limitu dyfrakcyjnego mikroskopii świetlnej i zwiększenia rozdzielczości. STED jest deterministyczną techniką funkcjonalną wykorzystującą nieliniową odpowiedź fluoroforów powszechnie używanych w znakowaniu próbek biologicznych w celu polepszenia rozdzielczości, tzn. STED pozwala na uzyskiwanie obrazów z rozdzielczością subdyfrakcyjną. Różni się więc ona od technik stochastycznych takich jak Mikroskopia Lokalizacji Fotoaktywacyjnej (ang. PALM) i Mikroskopia Stochastycznej Rekonstrukcji Optycznej (ang. STORM), które wykorzystują matematyczne modele w celu odtworzenia szczegółów subdyfrakcyjnych z zestawu obrazów ograniczonych dyfrakcją.
Podłoże teoretyczne mały|Diagram Jabłońskiego przedstawiający przesunięcie stokesowskie stymulowanej emisji fotonu, które na zignorowanie tego fotonu. W tradycyjnej mikroskopii rozdzielczość jest ograniczona limitem dyfrakcyjnym światła Abbego opisywanego równaniem: