光学显微镜的原理很简单：将光线照射到要观察的物体上，并使用物镜放大穿过物体的透射或反射光。
观察者看到的虚像是物体的光（像）被物镜放大，光（像）又被目镜进一步放大。光学显微镜的放大倍数是由物镜和物镜决定的。它表示为乘以放大倍数。放大倍率越高，您就越能放大和观察较小的物体。
根据照明方式的不同，显微镜大致可分为“透射型”和“反射型”两种。透射型用于透射光的物体，例如细胞和细菌等生物样品，而反射型用于不透射光的物体，例如金属和半导体。它们还根据观察样品的方向进行分类，有两种类型：正置型（物镜放置在样品上方）和倒置型（物镜放置在样品下方）。特别是，倒置型用于在培养皿中培养的样品，因为需要从下面观察它们。下图显示了流行的正置透射型显微镜的示意图。
光学显微镜的光学放大倍数由物镜和目镜的放大倍数决定。此外，当使用光学显微镜观察时，不仅放大倍数重要，分辨率和对比度也是重要因素。
分辨率是指能够将两个不同的点识别为两个点的最小距离（δ），是能够识别多少细节的指标。在显微镜的情况下，分辨率由物镜的数值孔径（NA）和光的波长（λ）决定，并由以下公式表示。
δ = kλ/NA（k 为常数）
此外，数值孔径 NA 计算为 n x sin θ，其中 n 是物镜和介质之间的折射率，θ 是进入物镜的光线相对于光轴的最大角度。
接下来，我们来谈谈对比。
生物样品通常是透明的，因此即使您按原样观察样品，它也可能透明到您可能无法识别其结构。在这种情况下，需要通过用染料对样品进行染色或缩小光线来调整观察条件。颜色和光线调整可增加图像的对比度，以便更容易观察物体。
近年来，除了染色和光圈调整之外，还建立了利用光散射、衍射和荧光的观察方法，例如相差和微分干涉。还有专门用于这些观察方法的光学显微镜，在光学显微镜中它们被称为相差显微镜和微分干涉显微镜。对细胞进行染色时，细胞会死亡，但如果使用相差显微镜或微分干涉显微镜，就可以观察到活细胞。
