Svjetlosni mikroskop, koji se naziva i optički mikroskop, je instrument za promatranje malih objekata pomoću vidljive svjetlosti i leća. To je vrlo korišten i dobro prepoznat mikroskop u znanstvenoj zajednici. Uređaj se može koristiti za pregled živih ili mrtvih uzoraka i može povećati te uzorke do tisuću puta (1,000x) njihove stvarne veličine. Svjetlosni mikroskopi uključuju gotovo sve složene i stereo mikroskope.
Ova vrsta mikroskopa sastoji se od objektivne leće, očne leće, pozornice, izvora svjetlosti, kondenzatora, cijevi, ručice koja podupire cijev i sustava za fokusiranje. Uzorak se postavlja na pozornicu, platformu koja je obično opremljena metalnim krakovima za držanje uzorka ili klizanje na mjestu. Žarulja je smještena ispod pozornice tako da svjetlost sija kroz uzorak. Cijev se fokusira prema dolje na pozornicu tako da je okularna leća, ili okular, na udaljenom kraju cijevi, a objektivna leća na kraju bliže uzorku.
Objektivna leća je mali, okrugli komad stakla koji prikuplja svjetlost s male površine uzorka na kratkoj žarišnoj duljini i usmjerava svjetlost u cijev. Slika se zatim povećava očnom lećom, koja se stavlja na oko. Budući da je leća objektiva konveksna, ona fokusira i usmjerava svjetlost u svoje središte. Nasuprot tome, konkavni oblik očne leće služi za širenje svjetlosti dok se susreće s okom, čime se slika povećava. Kondenzator je leća, često ugrađena u pozornicu ili smještena neposredno ispod njega, koja kondenzira svjetlosne zrake iz izvora svjetlosti na mjesto koje se ispituje na uzorku iznad.
Jednostavan svjetlosni mikroskop koristi samo jedno povećalo, ali danas većina mikroskopa koristi dvije ili više leća za povećanje slike. Većina današnjih mikroskopa složeni su mikroskopi koji koriste više od jedne povećalne leće. Okular obično povećava stvarnu veličinu 2x, 4x ili 10x, a okularna leća može povećati 4x, 5x, 10x, 20x, 40x, 50x i 100x. Mikroskop obično dolazi s tri očne leće različitih razina povećanja postavljene na rotirajući nosni nastavak. Može postojati i četvrta leća koja se koristi za promatranje uzoraka uronjenim u ulje, pri čemu se kapljica ulja postavlja na stakalcu kako bi dodatno lomila svjetlost, a uljna leća se spušta dok ne dodirne kapljicu ulja.
Odnos stakla i povećanja i koncept leća otkrili su Rimljani u prvom stoljeću, a na kraju 1200-ih leće su stavljene u upotrebu kao naočale. To je možda postavilo pozornicu za Zacchariasa i Hansa Jannsena, nizozemske proizvođače naočala za koje se kaže da su 1590. godine izumili prvi složeni mikroskop eksperimentirajući s nekoliko leća u cijevi. Međutim, valjanost Jannsenovih zahtjeva za ovaj izum vrlo je sporna. Mnogi povjesničari pripisuju toskanskom znanstveniku Galileu Galileiju razvoj složenog mikroskopa i tehnološki sličnih teleskopa početkom 1600-ih.
Kasnije je nizozemski šegrt u trgovini po imenu Anton Von Leeuwenhoek poboljšao izradu leća kako bi postigao strmu zakrivljenost na maloj leći, što mu je omogućilo da se usredotoči na mnogo manje primjerke nego ikada prije. Često se naziva ocem mikroskopije jer je uveo mikroskop kao vitalni instrument u polje biologije. Osim drugih otkrića, Anton Von Leeuwenhoek prvi je vidio bakterije, kvasac i organizme u kapi vode.