工作原理
折射和折射率
倒置生物顯微鏡光線在均勻的各向同性介質中，兩點之間以直線傳播，當通過不同密度介質的透明物體時，則發生折射現象，這是由於光在不同介質的傳播速度不同造成的。當與透明物面不垂直的光線由空氣射入透明物體(如玻璃)時，光線在其介面改變了方向，並和法線構成折射角。
透鏡是組成顯微鏡光學系統的最基本的光學元件，物鏡目鏡及聚光鏡等部件均由單個和多個透鏡組成。依其外形的不同，可分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負透鏡)兩大類。
當一束平行於光軸的光線通過凸透鏡後相交於一點，這個點稱"焦點"，通過交點並垂直光軸的平面，稱"焦平面"。焦點有兩個，在物方空間的焦點，稱"物方焦點"，該處的焦平面，稱"物方焦平面"；反之，在象方空間的焦點，稱"象方焦點"，該處的焦平面，稱"象方焦平面"。
光線通過凹透鏡後，成正立虛像，而凸透鏡則成正立實像。實像可在螢幕上顯現出來，而虛像不能。
凸透鏡成象規律
1. 當物體位於透鏡物方二倍焦距以外時，則在象方二倍焦距以內、焦點以外形成縮小的倒立實象；
2. 當物體位於透鏡物方二倍焦距上時，則在象方二倍焦距上形成同樣大小的倒立實象；
3. 當物體位於透鏡物方二倍焦距以內，焦點以外時，則在象方二倍焦距以外形成放大的倒立實象；
4. 當物體位於透鏡物方焦點上時，則象方不能成象；
5. 當物體位於透鏡物方焦點以內時，則象方也無象的形成，而在透鏡物方的同側比物體遠的位置形成放大的直立虛象。
顯微鏡光學參數
在鏡檢時，人們總是希望能清晰而明亮的理想圖象，這就需要顯微鏡的各項光學技術參數達到一定的標準，並且要求在使用時，必須根據鏡檢的目的和實際情況來協調各參數的關係。只有這樣，才能充分發揮顯微鏡應有的性能，得到滿意的鏡檢效果。
顯微鏡的光學技術參數包括：數值孔徑、解析度、放大率、焦深、視場寬度、覆蓋差、工作距離等等。這些參數並不都是越高越好，它們之間是相互聯繫又相互制約的，在使用時，應根據鏡檢的目的和實際情況來協調參數間的關係，但應以保證解析度為準。
歷史
列文虎克公元1680年，一個在荷蘭德夫特的市政廳門房幹了幾十年門衛工作的半老頭子，卻被當時歐洲乃至世界科技界頗具權威的英國皇家學會吸收為正式會員；接著，英國女王親筆給他寫來了賀信。一時，他從一個最普通、最平凡的人霎時間變成了震驚世界的名人。他的主要業績，就是經過自己幾十年堅韌不拔的努力和探索，發明了世界醫學史上第一架幫助人類認識自然、駕馭自然、打開微觀世界大門的顯微鏡，從此，他的這一業績時時深刻地影響著人類的生命和生活。這個令世界震驚的小人物就是1632年出生於荷蘭德夫特一個普通工匠家庭，而後成為荷蘭著名微生物學家的列文虎克。
早年的列文虎克由於父親的早逝，媽媽無力負擔他求學，16歲時，就來到首都阿姆斯特丹的一個雜貨鋪里當了學徒。雖然天天早起晚睡，幹著髒活累活，然而，他卻並沒有多少的怨言，因為來到這裡雖然時間不長，他卻有幸結識了雜貨鋪對面一位和善的老大爺。老人家中藏書豐富，博學多識，他給年輕的列文虎克(出生於1655年)講了許多充滿神奇色彩的新鮮而有趣的故事，這使列文虎克懂得了想要知道的關於大自然奧秘的許多東西。於是，他一有空暇就向老人求教，在老人那裡借閱圖書，老人也非常喜歡這個愛讀書、愛提問的好孩子。後來，在一天深夜，他正在伏案讀書時，被隔壁眼鏡店作坊的工匠磨製鏡片的沙沙作響的聲音吸引住了。他放下手中的書本，悄悄來到眼鏡作坊里。他望著工匠們磨出的一塊塊鏡片，腦際突然浮現出一個奇怪的念頭：如果能磨出一塊特殊的鏡片，讓我們能看清許多用肉眼看不清、看不到的東西該多好哇！就是這樣一個靈感似的奇想，竟從此使他下定了磨製一塊“魔鏡”的決心。從此以後，列文虎克拜一位老工匠為師，虛心求教。有一天，這位老師傅給列文虎克講了這樣一件事：老師傅的孫子有一天偶爾將兩塊磨製好的透鏡疊在一起放在一張廢紙上看上面的字，只見這些字比原來的大好多倍，老師傅馬上拿過這兩塊鏡片放在孫子頭上看頭髮，突然發現頭髮像鐵絲一樣粗。老師傅講的這件事引起列文虎克的極大興趣，他發誓一定要磨製出比眼鏡鏡片更精製、用途更廣泛的鏡片。為了達到目的，他的手磨破了，腿跪麻了。有時，手指上的鮮血順著磨破的傷口流淌，浸濕了鏡片。有時，他磨至深夜也毫無倦意，實在累了，就蜷縮在屋角和衣而臥。功夫不負有心人，一滴汗水換來一份收穫，他辛勤地勞動最後結出了豐收的果實，他終於磨成了兩塊光亮精巧的透鏡。他將鏡片疊起來看雞毛，只見一根雞毛上被放大了的絨毛像樹枝一樣排列著。接著，他試著將重疊在一起的兩塊鏡片間的距離上下變化，只見隨著鏡片間距離的變化，直接影響著觀察的效果。那么，怎樣將這兩塊鏡片各自固定起來，同時又能自由地上下調節距離呢？一個新的難題又擺在了他的面前。為了解決新的難題，列文虎克一連幾天苦苦地思索著。一天，他在幹完雜貨鋪的工作後來到大街上，邊走邊思索。忽然間，他被一陣丁丁冬冬的響聲所吸引，猛然抬頭往左一看，是一家鐵鋪在打鐵。於是他來到鐵鋪里，看到了鐵匠們打制出的一件件鐵器。這時，他忽而又想到：如果能讓鐵匠打制一個鐵架和一個鐵筒，將鏡片固定在鏡筒的兩頭，然後再固定在鐵架上，這樣觀察不是既省力又方便嗎？想法既出，馬上他就找了鐵匠師傅，將自己的想法告訴他們。沒過幾天功夫，列文虎克按照自己的構想所發明的第一架顯微鏡終於誕生了。正當他帶著勝利的喜悅準備磨製更精密的顯微鏡的時候，他卻被雜貨鋪的老闆以不務正業之名開除了。為了謀生，他只好輾轉回到了故鄉德夫特，好不容易經人介紹在市政廳的門房找到了一個當門衛的差事。他一面看門，一面繼續著他對顯微鏡的研製、改造工作。幾年之後，他終於又研製出多台更精製、完美的顯微鏡。同時，他運用自製的顯微鏡，第一次發現了血液里的血液細胞和生物王國中神奇多彩的微生物世界。於是，他將自己研製的顯微鏡和所發現的關於血液細胞和微生物的觀察實驗記載寄給了英國皇家學會。不久，他的成果終於被世界承認了。從此，這一關係著人類生命與生活的重要學問－－微生物學的研究開始步入了突飛猛進的發展的新世紀。
