光学显微镜主要由物镜和目镜组成，原理如图1所示。物镜L₁把被观察物体AB成一放大的倒立实像A'B'于像平面上，目镜L₂把物镜放大的倒立实像再进行第二次放大，成一虚像A″B″被人眼观察。显微镜的视角放大率为物镜的放大率乘上目镜的放大率。

图1 显微镜成像原理图

光学显微镜可分为单目显微镜、双目显微镜和光电图像显微镜，单目显微镜只能单眼观察放大物体，双目显微镜可双目观察放大物体，立体观察效果比单目显微镜好。光电图像显微镜利用光电转换器件接收物镜成的实像，再转换成视频图像供人眼观察。

光学显微镜主要由载物台、照明系统、物镜、目镜和调焦机构等组成，如图2所示。

图2 光学显微镜实物图

光学显微镜的主要性能指标有视角放大率Γ、线视场2y、出瞳直径D′、分辨率和有效放大率等。

显微镜的照明系统对显微镜的成像质量有着重要的影响。一般有透射光亮视场照明、反射光亮视场照明、透射光暗视场照明和反射光暗视场照明4种方式。生物显微镜的用途最广，且观察目标多为透明标本，因此照明系统多为透射光亮视场照明，并且分为临界照明和科勒照明二种形式。

显微物镜的主要参数有焦距f′、数值孔径NA和放大率等，放大率通常在4×～100×，目镜的主要参数有焦距f′、视场角2ω和相对镜目距等，其放大率在5×～10×。

随着光学显微镜技术的发展，用途越来越广，功能越来越完善，特别是近年来出现了图像化、数字化、智能化的光学显微镜，在国民经济的各个部门发挥着越来越重要的作用。显微镜按其用途可分为生物显微镜、金相显微镜、手术显微镜、珠宝显微镜、相衬显微镜、偏光显微镜、荧光显微镜、比较显微镜、体视显微镜、光电图像显微镜、紫外显微镜、红外显微镜、微分干涉显微镜、全息显微镜、共焦显微镜、近场光学显微镜和工业高倍显微镜等。