El microscopio 4Pi-STED es el resultado de combinar los dos conceptos no relacionados de microscopía de agotamiento de emisiones estimuladas (STED) y microscopía 4Pi . Aquí, una muestra fluorescente se coloca en el foco común de dos lentes opuestas , pero la excitación y la detección se realizan a través de una sola lente (modo A 4Pi). El pulso de excitación verde es seguido inmediatamente por un pulso STED rojo, que ingresa a la región focal a través de ambas lentes induciendo la emisión estimulada de las moléculas fluorescentes excitadas al estado fundamental.. Para permitir la emisión de fluorescencia desde el centro pero suprimirla de las regiones vecinas, es útil desplazar la fase del haz STED para que tenga un mínimo en el centro.