光学显微镜是一种精密的光学仪器。以往简单的光学显微镜仅由几块透镜组成，而当前使用的则由一套透镜组成，通常能将物体放大1500-2000倍，在细胞生物学、组织学、病理学、微生物学及其他有关学科的教学研究工作中有着极为广泛的用途，是研究人体及其他生物机体组织和细胞结构强有力的工具。主要由机械系统和光学系统两部分构成，而光学系统则主要包括光源、反光镜、聚光器、物镜和目镜等部件。
光学显微镜的镜头有两组：物镜和目镜，都是由多组凸透镜组成的。物镜成放大的倒立的实像，实像落在目镜成虚像的范围内，所以目镜成实像的正立放大的虚像。因此成的是倒立放大的虚像，两个凸透镜.物镜(投影仪原理)，成倒立放大的实像。这个实像落在目镜的焦点以内，目镜(放大镜原理)，成正立放大的虚像，目镜和物镜都相当于一个凸透镜都起放大作用。
光学显微镜的光学原理：
折射和折射率：
光线在均匀的各向同性介质中，两点之间以直线传播，当通过不同密度介质的透明物体时，则发生折射现象，这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时，光线在其介面改变了方向，并和法线构成折射角。
透镜的性能：
透镜是组成光学系统的Z基本的光学元件，物镜、目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同，可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。
当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点，这个点称“焦点”，通过交点并垂直光轴的平面，称“焦平面”。焦点有两个，在物方空间的焦点，称“物方焦点”，该处的焦平面，称“物方焦平面”;反之，在象方空间的焦点，称“象方焦点”，该处的焦平面，称“象方焦平面”。
光学显微镜只能观察到细胞的大致结构，能看到细胞壁、细胞核、叶绿体、液泡;染色后还能看到线粒体、细胞分裂时能看到染色体，一些小型的细胞器如核糖体是看不到的。
