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通过光波确定限值
但是，表现光学显微镜性能的不仅仅有放大率，还有分辨率。分辨率指对两个紧密相邻的点分辨的能力。根据瑞利（Rayleigh）定律，能够分别成像的两个点之间的最小距离大约相当于光波长的一半。
λ=光波长
n=标本和物镜之间的介质的折光率
α=物镜孔径角的一半
因此，对于蓝光，分辨率限值约为d=0.2μm；对于红光，d=0.35μm左右。UV物镜的分辨率略低于0.2μm。肉眼无法区分小于0.2mm的结构。
n×sin α的数值对应于数值孔径（NA），即表示聚光能力和物镜分辨率的量度。由于孔径角不能超过90°，折光率永远大于等于1（nair=1），所以大气中的NA始终在1左右。如果采用油浸的方式（n>1），数值孔径将增加（达到约1.45），分辨率也将随之升高。
图1：可见光光谱
因此，对于蓝光，分辨率限值约为d=0.2μm；对于红光，d=0.35μm。UV物镜的分辨率略低于0.2μm。肉眼无法区分小于0.2mm的结构。
图2：物镜的数值孔径决定了图像的具体分辨率和亮度
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放大率并非越大越好
为了使人眼能够观察到显微分辨率，目镜中出现的图像应具有相应的放大率。分辨率和放大率始终直接相关。放大率低的物镜具有低数值孔径，因此分辨率低。
高倍物镜的数值孔径也很高，如果是40倍干式物镜，则数值孔径通常为0.8。但由于数值孔径增加到某个特定点后无法继续增加，所以在传统的光学显微镜中，可用的放大范围也是有限的。“有用”的显微镜放大率在500×NA和1000×NA之间。
一些光学显微镜声称具有极大的放大率，但实际上最高还不到1400倍。专家将超出该范围的一切倍率都称作“无效放大率”。虽然看似放大了结构，但并没有进一步分辨细节部分。
图3：含10%钴的硬质合金（亚微米结构，初始晶粒度为0.6µm)，用于生产重型工具。左：通过干式物镜观察，NA=0.90，右图：通过油浸物镜观察，NA=1.30（由Konrad Friedrichs GmbH & Co KG, Kulmbach, Germany提供
