世界上第一臺顯微鏡是荷蘭人簡森于1604年創制的。簡森的顯微鏡僅僅是由兩個凸透鏡組成，放大的倍數只有10~30倍。雖然這種顯微鏡的生物學價值不太大，但這一成就卻標志著對光學放大裝置的研究已發展到了一個新水平。

1665年，英國物理學家羅伯特·胡克用放大40?140倍的復，式顯微鏡觀察了木栓組織的細胞壁，發現軟木薄片上有許多蜂窩狀小室，并繪制了木栓的顯微圖像，撰寫出版了微鏡圖志》一書。1677年，荷蘭科學家列文虎克利用自制的顯微鏡觀察了人和哺乳動物的精子，后來又陸續發現了紅細胞和細菌等。1695年，荷蘭人惠更斯又創造了惠更斯目鏡，使顯微鏡在許多國家風行一時。

顯微鏡是人類各個時期最偉大的發明物之一。在它發明出來之前，人類關于周圍世界的觀念局限在用肉眼，或者靠手持透鏡幫助肉眼所看到的東西。顯微鏡把一個全新的世界展現在人類的視野里。人們第一次看到了數以百計的“新的”微小動物和植物，以及從人體到植物纖維等各種東西的內部構造。顯微鏡還有助于科學家發現新物種，有助于醫生治療疾病。

光學顯微鏡是利用光學原理，把人眼所不能分辨的微小物體放大成像，以供人們提取微細結構信息的光學儀器。早在公元前一世紀，人們就已發現通過球形透明物體去觀察微小物體時，可以使其放大成像。后來逐漸對球形玻璃表面能使物體放大成像的規律有了認識。