يقوم فني المختبر في هذا الجزء من الفحص بوضع عينة من البول تحت المجهر، والبحث عن خلايا، أو شظايا للخلايا، أو مخاط، أو بكتيريا ومسببات أخرى للأمراض. سنُبيّن في الآتي الأمراض التي يمكن أن يكشفها الفحص المجهري:(3)(4)(1)

• خلايا الدم الحمراء: يُشير ارتفاع مستويات كريات الدم الحمراء في البول إلى وجود دم في البول، وهذا يمكن أن يرتبط بالإصابة بأمراض الكلى، أو المثانة، أو المسالك البولية.
• خلايا الدم البيضاء: يرتبط الاختبار الإيجابي لكريات الدم البيضاء بوجود عدوى في المسالك البولية.
• الخلايا الظهارية: تُشكّل الخلايا الظاهرية البطانة الداخلية والخارجية لتجويف الجسم والأعضاء، ومن الطبيعي أن توجد هذه الخلايا في البول ولكن في مستويات محددة، لذا فإنّ ارتفاع مستوياتها يرتبط بوجود التهاب أو سرطان في المسالك البولية.
• البكتيريا و الخميرة: يرتبط وجوده بالتهابات المسالك البولية، إذ يشير وجود البكتيريا إلى التهابات المسالك البولية البكتيرية، أما وجود الخميرة فيشير إلى التهابات المسالك البولية الفطرية.
• الطفيليات: تكشف الطفيليات عن الإصابة بداء المشعرات، و هو أحد أنواع الالتهابات المنقولة جنسيًا.