Mikroskopi su instrumenti koji omogućuju korisniku da vidi stvari u većoj skali stvarajući točnu uvećanu sliku malih objekata. Mikroskopi se klasificiraju prema načinu na koji je slika uvećana. Vrste mikroskopa uključuju akustične mikroskope, elektronske mikroskope, rendgenske mikroskope i optičke mikroskope – koji se također nazivaju svjetlosnim mikroskopom – ovdje su predmet. Optički mikroskopi koriste staklene leće za proizvodnju uvećanih slika. Dolaze u nekoliko različitih konfiguracija: jednostavni optički mikroskopi koriste samo jednu leću, dok složeni optički mikroskopi kombiniraju dva ili više nizova leća.
Jednostavan mikroskop je također poznat kao lupa. Sastoji se od jedne ili složene leće. Primjeri jednostavne leće su povećalo, draguljarska leća ili lupa i staklo za čitanje. Moguće je nekoliko vrsta aberacija u jednom objektivu. Svaki od njih na drugačiji način utječe na kvalitetu slike. Kromatske aberacije iskrivljuju boju. Sferna aberacija iskrivljuje fokus periferije slike. Izobličenje stvara krivulje gdje je slika ravna.
Jednostavni mikroskop sa složenim lećama razlikuje se od složenog mikroskopa. Složena leća je niz jednostavnih leća koje dijele zajedničku os. Složena leća popravlja neke aberacije koje se mogu pojaviti kada se koristi samo jedna leća, a može se povećati i pri većoj snazi.
Složeni mikroskop ima najmanje dva niza leća, što omogućuje veće povećanje nego što je sposoban jednostavan mikroskop. Jedan od tih nizova je cilj. Nalazi se u blizini objekta koji se ispituje i ima kratku žarišnu duljinu. Okular, također poznat kao okular, preuzima stvarnu sliku koju formira objektiv i stvara virtualnu sliku.
Osnovni oblik složenog optičkog mikroskopa je monokularni. Postoje dvije vrste napravljene za dva oka. U jednom slučaju se koristi jedan objektiv s parom okulara, stvarajući dvodimenzionalni pogled koji se može vidjeti s oba oka, te je stoga binokularan. Stereoskopski mikroskop, međutim, nema samo dva okulara, već i dva objektiva, tako da objekt izgleda trodimenzionalno.
Složene optičke mikroskope izumila su tri nizozemska proizvođača naočala krajem šesnaestog stoljeća. Upravo je ovu vrstu mikroskopa koristio oko 70 godina kasnije Robert Hooke u svojim demonstracijama za Kraljevsko društvo. Desetak godina nakon što je Hooke započeo svoje demonstracije, Antonie van Leeuwenhoek je počeo koristiti ručno izrađene jednostavne optičke mikroskope za promatranje slatkovodnih mikroorganizama, a polje mikrobiologije ima svoje početke.