A fenti kép hagyma sejtjeit mutatja transzmissziós (átmenő fényű) mikroszkópon.
A mikroszkóp szó a görög μικρός (ejtsd: mikrosz, jelentése: kicsi) és a σκοπέω (ejtsd: szkopeó, jelentése: néz, megfigyel, szemügyre vesz) szavakból ered: "kicsi dolgokat megfigyelő".
Az ún. egyszerű mikroszkóp (nagyító, lupe) egyetlen gyűjtőlencséből áll. Lupéból azonban 60-szoros nagyítás fölé nem nagyon lehet menni, ezért olyan igények esetén már összetett mikroszkóp jelent megoldást.
Az ún. összetett mikroszkóp két gyűjtőlencséből áll:
- a tárgyhoz közelebbi gyűjtőlencse az objektív, (tárgylencse)
- a szemünkhöz közelebbi gyűjtőlencse az okulár ("szemlencse")
A tárgylencse igen nagy dioptriájú, általában síkdomború lencse (a tárgy felőli oldala sík). Ez dönti el a mikroszkóp (tényleges) feloldóképességét, azaz hogy mekkora az a két legközelebbi apró folt, amit még külön fontoknak látunk (azaz nem mosódik össze a szemünkben). Az okulár már csak ún. üres nagyítást végez, azaz újabb részletek nem jelennek meg a hatására, hanem csak tovább nagyítja a látványt (mint a kamerákban a digitális zoom). A két lencsével együttesen legfeljebb 1600-szoros nagyítást lehet elérni, ennél többet amiatt nem, mert a fény hullámtulajdonságai "összemossák" a részleteket, akármilyen precíz lencséket is készítünk.
A tárgyat az objektívtől egy picit távolabb kell elhelyezni, mint az objektív fókusztávolsága. Mivel ez egy erős (nagy diptriájú) gyűjtőlencse, ezért a fókusztávolsága nagyon kicsi, így a tárgy nagyságrendileg milliméteres távolságban kell legyen az objektívtől.
Egy gyűjtőlencse a fókusz és kétszeres fókusz között lévő tárgyakról mindig valódi, nagyított képet állít elő. Ezért (helyes használat során) a mikroszkópok objektívje összegyűjti a megfigyel tárgy egy pontjából kiinduló (széttartó) sugarakat, azokból valódi, nagyított képet hoz létre (a mikroszkóp csövében, tubusában), amik az egyesülés után széttartó sugárnylábként haladnak tovább, vagyis a következő lencse (okulár) számára az így keletkezett valódi kép egy valódi tárgyként viselkedik. A szemünk számára mindig széttartó sugárnyaláb szükséges, vagyis az okulárnak virtuális képet kell alkotnia, márpedig a gyűjtőlencsék akkor állítanak elő ilyet, ha a tárgy a fókusztávolságukon belül van. Ezért az élesre állított mikroszkópban az objektív által létrehozott valódi kép nagyjából az okulár fókuszpontjában van, annál kissé közelebb az okulárhoz.
A gimis fizikában a lencséknél, gömtükröknél a nagyítást a
\[N=-\frac{k}{t}\]
ún. lineáris nagyítással (más néven transzverzális-, laterális- vagy oldalnagyítás) jellemeztük, ahol $k$ a képtávolság, $t$ a tárgytávolság; az előjellel kapcsolatban itt lehet olvasni. Ez a lineáris nagyítás azt mutatja meg, hogy a képpont hányszor van távolabb az optikai tengelytől, mint a tárgypont. De hiába "nagy" a kép (oldalirányú mérete), ha az messze van a szemünktől, hiszen akkor kicsinek látjuk. Ezért ha egyszerű lencsével vagy mikroszkóppal vizsgálunk valamit, akkor az oldalnagyítás helyett az ún. szögnagyítás számít, vagyis hogy a szemünkből a képponthoz húzott egyenes hányszor nagyobb szöget zár be az optikai tengellyel (látószög), mint a tárgy látószöge, ha az a tisztalátás távolságában lenne. Továbbá a végső (virtuális) képnek érdemes az emberi szem tisztalátási távolságába (\(\approx 25\ \mathrm{cm}\)) lennie.
A valóságban az összetett mikroszkópok objektívje és okulárja nem egyetlen lencséből áll, hanem (a lencsék leképezési hibáit korrigálása érdekében) több lencséből, diafragmából lévő összetett szerkezet.
Apró dolgokról szép képek nemcsak mikroszkóppal készíthetők, hanem makroobjektívvel is:
