显微镜是利用凸透镜的放大成像原理，将人眼不能分辨的微小物体放大到人眼能分辨的尺寸。显微镜要经过凸透镜两次成像，第一次物体介于物镜的一焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像；根据凸透镜成像规律可知，实像位于目镜焦点或者焦点之内，被再次放大，形成了倒立放大的虚像。
光学显微镜主要由目镜、物镜、载物台和反光镜组成。目镜和物镜都是凸透镜，焦距不同。物镜的凸透镜焦距小于目镜的凸透镜的焦距。物镜相当于投影仪的镜头，物体通过物镜成倒立、放大的实像。目镜相当于普通的放大镜，该实像又通过目镜成正立、放大的虚像。
经显微镜到人眼的物体都成倒立放大的虚像。反光镜用来反射，照亮被观察的物体。反光镜一般有两个反射面：一个是平面镜，在光线较强时使用；一个是凹面镜，在光线较弱时使用，可汇聚光线。
最早的显微镜是在十六世纪末，由荷兰的亚斯·詹森所首创。或者另一位荷兰科学家汉斯·利珀希，他们用两片透镜制作了简易的显微镜，但并没有用这些仪器做过任何重要的观察。后来有两个人开始在科学上使用显微镜。显微镜是人类最伟大的发明物之一，它把一个全新的世界展现在人类的面前。