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。
顯微鏡不僅應用于生物學領域，在醫學、物理學、化學等其他領域的應用也很廣泛，已經成為人們了解微觀世界不可缺少的工具。顯微鏡的每一個進步都能帶來以上各學科的進展，所以顯微鏡經常被人們認為是科技進步的代表。
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。
最早的顯微鏡是16世紀末期在荷蘭制造出來的。發明者可能是一個叫做札恰里亞斯·詹森的荷蘭眼鏡商，細說起來，詹森父子發明顯微鏡，還帶有一定的偶然性呢!事情的經過是這樣的：1590 年，一個晴朗無風的早晨，詹森的樓頂上閑玩。無意中，他把兩片凸玻璃片裝到一個金屬管子里，并用這個管子去看街道上的建筑物，奇怪的事情發生了，教堂高塔上大公雞的雕塑比原來大了好幾倍，這個意外的發現，使詹森興奮起來，他高興地跑下樓去，把父親也拉上樓來觀看，一起和他分享這種新發現帶來的愉快。但是人們只是把它當作玩具，并沒有把它應用在科學研究上。這種顯微鏡結構簡單，放大倍數不高，只有 10 ～ 30 倍，可以觀察一些小昆蟲，如跳蚤等，因而有人稱它為“跳蚤鏡”。
當然，偶然性的發現代替不了科學上的發明。值得強調的是，詹森父子倆的修養起了決定作用，他們抓住這個偶然的發現，認真思索，反復實踐，用大大小小的凸玻璃片做各種距離不等的配合，終于發明了世界上第一臺顯微鏡 。
后來有兩個人開始在科學上使用顯微鏡。第一個是意大利科學家伽利略。他通過顯微鏡觀察到一種昆蟲后，第一次對它的復眼進行了描述。伽利略最早把這種顯微鏡用于科學研究工作。 1610 年前后，他用復式顯微鏡研究昆蟲，觀察到了昆蟲的復眼。
1665 年，胡克創造的復式顯微鏡是早期最出色的顯微鏡。他用一個半球形單透鏡作為物鏡，一個平凸透鏡作為目鏡。鏡筒長6英寸，可以拉長，底下還有一只燈用來照明，燈上附裝有一個球形聚光器，可見它是現代顯微鏡的雛形。荷蘭亞麻織品商人安東尼·凡·列文虎克( 1632 -1723 年)，自己學會了磨制透鏡。他第一次描述了許多肉眼所看不見的微小植物和動物。 1673 ～ 1677 年期間，列文胡克制成單組元放大鏡式的高倍顯微鏡，其中九臺保存至今。胡克和列文胡克利用自制的顯微鏡，在動、植物機體微觀結構的研究方面取得了杰出的成就。
英國物理學家羅伯特 · 虎克( Robert Hooke ， 1635 ～ 1703 )研制出能夠放大 140 倍的光學顯微鏡，它有一根內裝透鏡的簡易皮管，安放在一個可調整的架子上。灌滿水的玻璃球用來把光聚焦到物體上。羅伯特·虎克用它來觀察軟木薄片，并有了生物學中劃時代的進步，發現了細胞。19 世紀 30 年代，光學顯微鏡的制造技術有了明顯進步，使人們對細胞內部結構的認識大大向前邁進了。
1931 年，恩斯特·魯斯卡通過研制電子顯微鏡，使生物學發生了一場革命。這使得科學家能觀察到像百萬分之一毫米那樣小的物體。 1986 年他被授予諾貝爾獎。
