光學顯微鏡是一種精密的光學儀器。以往簡單的光學顯微鏡僅由幾塊透鏡組成，而當前使用的則由一套透鏡組成，通常能將物體放大1500-2000倍，在細胞生物學、組織學、病理學、微生物學及其他有關學科的教學研究工作中有著極為廣泛的用途，是研究人體及其他生物機體組織和細胞結構強有力的工具。主要由機械系統和光學系統兩部分構成，而光學系統則主要包括光源、反光鏡、聚光器、物鏡和目鏡等部件。
光學顯微鏡的鏡頭有兩組：物鏡和目鏡，都是由多組凸透鏡組成的。物鏡成放大的倒立的實像，實像落在目鏡成虛像的范圍內，所以目鏡成實像的正立放大的虛像。因此成的是倒立放大的虛像，兩個凸透鏡.物鏡(投影儀原理)，成倒立放大的實像。這個實像落在目鏡的焦點以內，目鏡(放大鏡原理)，成正立放大的虛像，目鏡和物鏡都相當于一個凸透鏡都起放大作用。
光學顯微鏡的光學原理：
折射和折射率：
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，這是由于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，并和法線構成折射角。
透鏡的性能：
透鏡是組成光學系統的Z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。
當一束平行于光軸的光線通過凸透鏡后相交于一點，這個點稱“焦點”，通過交點并垂直光軸的平面，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”。
光學顯微鏡只能觀察到細胞的大致結構，能看到細胞壁、細胞核、葉綠體、液泡;染色后還能看到線粒體、細胞分裂時能看到染色體，一些小型的細胞器如核糖體是看不到的。
