只要一个短焦距的单显微镜有着漫长的历史，古罗马作家幸尼加（公元前4年─公元65年）曾提到，透过充水的玻璃球能够看到物体被缩小了。古希腊和中世纪阿拉伯人都很理解缩小镜和取火镜。公元11世纪中国人运用凸透镜的缩小作用，制造近视眼镜。
　　最早的复式显微镜，是荷兰德尔堡的眼镜匠詹生在1590年前后发明的，他的显微镜由一个双凸透镜和一个双凹透镜组成，前者为物镜，后者为目镜，这台显微镜，镜筒大概长40厘米，直径约5厘米。放在显微镜支座上的小物体，当从镜筒看去时，显得大了许多。据称，至今保留在米德尔堡科学协会的一台显微镜是詹生制造的。

　　伽利略能够是最早把复式显微镜用于科学钻研的人。1610年前后，他用显微镜钻研了昆虫，视察了昆虫的静止器官、觉得器官和复眼。

　　胡抑制造的复式显微镜是晚期最卓越的显微镜，他的《显微术》（1665年）是最早阐述显微视察的专著。胡克的复式显微镜用一个半球形单透镜作为物镜，一个平凸透镜作为目镜，镜筒长15厘米，能够拉长，底下还有一只灯用来照明、灯上附装有一个球形聚光器，胡无用这台显微镜发明了软木的细胞，并且清晰发视察到了蜜蜂的小针。鸟小羽毛的局部构造等。

　　荷兰的列文虎克，研制胜利高质量，高倍数的透镜，金相显微镜听说其中有270倍率的。他制造的单透镜显微镜，可视察到泥土中的微生物、生活在牙齿上食物残滓中的生物及蝌蚪体内的血液循环。1683年他在英国皇家学会的《哲学学报》上，宣布了第一批细菌图，事先他并不晓得这些货色是细菌，只晓得它们是活的，因此称之为“小植物“。

　　尔后100多年间，显微镜的钻研没有多大停顿，这是因为色差的影响，色差景象是不同色彩（波长）的光芒通过透镜的折射角度不同而引起的。1812年意大利的阿米其造出了消色差透镜的显微镜，1820年法国的休巴里埃作了进一步改良。1830年英国的利斯特做出了既无色差又无球面像差的显微镜。

　　1880年德国物理学家阿贝发明了油浸物镜，缩小倍数可达2000。

　　1904年德国蔡司光学仪器厂制成超倍显微镜，其原理是把胶体放在目镜正下方，从正面加光照耀，胶体粒子把光散射，这样用显微镜就能够看到夺目的反射。

　　在生物和医学范畴内，显微镜的用途最大，冶金学家、地质学家，侦破人员及许多钻研物资渺小构造的科学家，也用显微镜作钻研工具。有了显微镜人们就能够更深刻到宏观世界去熟悉物资的实质了。