第一个由眼镜制造商制造的放大仪
尽管用两个玻璃透镜一个放在另一个前面来放大物体的想法早在16世纪初就产生了th在19世纪，这种仪器是在一段时间后才被制造出来的。荷兰眼镜制造商汉斯·杨森和他的儿子撒迦利亚通常被认为是制造这种复合显微镜的人。他们两人制造了可能是16世纪最后十年中的第一台复合显微镜th世纪。它的放大倍数可以在3倍到9倍之间调整。
但其他科学家也致力于制造这些放大仪器。1609年，伽利略·伽利略通过转换他的一台望远镜制造了一台显微镜。它有一个发散透镜作为目镜，一个会聚透镜作为物镜。1620年左右，天文学家科尼利厄斯提出了一种由两个会聚透镜组成的早期显微镜然而，这显然不是德雷贝尔自己的想法，而是约翰内斯·开普勒的想法。
胡克氏微重力症
是英国的普世学者罗伯特·胡克真正使显微镜这门相对较新的科学闻名于世。1667年，他第一个出版了一本基础著作，名为《显微术》。其中包含了他用显微镜观察到的图像，使更广泛的公众可以接触到微观世界。他展示的一些照片放大了50倍。胡克从伦敦的仪器制造商克里斯托弗·科克那里得到了他的显微镜。他将传统的油灯照明与一个补鞋匠的球(一个装满水的玻璃烧瓶)结合起来，使光线聚焦在标本上，使其照明更加均匀。然而，胡克在像差方面存在严重问题，当使用两个镜头时，像差变得更加明显。
活细胞首次被布衣机观察到
荷兰人安东尼·范·列文虎克（Antonie van Leeuwenhoek）在相当长的一段时间内获得了最高的显微镜放大率，他生活在1632年至1723年之间。这位最初对他来说显微镜只是一种业余爱好的布商设法做到了这一点将物体放大200倍以上用他的显微镜。然而，他没有使用胡克这样的复合显微镜，而是使用只有一个透镜的显微镜。因此，他避免了胡克在两个透镜像差的叠加效应方面遇到的问题。然而，仅使用一个镜头的缺点之一是仪器必须靠近眼睛。
即使在今天，也没有人确切地知道列文虎克是如何制造出几乎没有表面夹杂物和缺陷，并允许如此高放大率的好镜片的。1723年，他91岁的时候去世了，他的镜片制作知识也随之消失。由于他的显微镜具有良好的放大倍率，列文虎克是第一个观察活的和移动的细胞，如细菌和精子。
由于显微镜主要被认为是富人的消遣，其潜在的科学价值也没有得到承认，几十年过去了，没有任何进一步的开创性技术改进。直到18世纪后期th世纪是消色差显微镜物镜建造，以防止主要的色差，从而减少分辨率的损失造成的透镜缺陷。消色差物镜之所以花了这么长时间才发明出来，其中一个原因是艾萨克·牛顿的一句话。牛顿，已经是一位著名的自然科学家，在1666年曾错误地认为无色化是不可能的。
阿贝衍射定律和克勒照明
在19世纪初th19世纪中叶，约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫（Joseph von Fraunhofer）通过大幅改进显微镜光学用玻璃的质量，进一步降低了图像像差th世纪之交，意大利的乔瓦尼·阿米奇（Giovanni Amici）推进了浸水和浸油目标的开发。最后，在1873年，恩斯特·阿贝为生产一系列功能强大的显微镜提供了科学依据。在此之前，显微镜透镜一直是通过反复试验而制成的，从现在起，不再是通过计算光学制成的。然而，阿贝同时预测，光学显微镜的最大分辨率最多只能达到200纳米。作为计算显微镜光学的基础，阿贝还提出了改进的油浸物镜，并在未来几年中优化了照明设备。仅仅几年后，奥古斯特·科勒就发展了”柯而勒照明，它使显微镜照明标准化，至今仍是普遍接受的照明程序。
新的对比方法，荧光和共聚焦技术取得了巨大的进展
荧光显微镜进一步发展的一个重要步骤是发现了绿色荧光蛋白. 它来自维多利亚水母Aeqourea victoria，首次被英国科学家描述Osamu Shimomura1961年。在二十世纪九十年代，道格拉斯·普拉谢尔和马丁·查尔菲成功地表达了绿色荧光蛋白许多荧光技术在随后的几年中得到了发展和改进，在现代显微镜中仍然发挥着重要作用，例如FRAP(光漂白后的荧光恢复)和全内反射显微术．
1957年，马文·明斯基（Marvin Minsky）申请了共焦显微镜的第一项专利。起初，这一点在很大程度上被科学界忽视。然而，在该方法通过激光技术得到改进后，它最终被普遍接受并成为一种非常流行的技术。
超分辨率技术开辟了新的领域
光学显微镜的最新突破性进展是在20世纪90年代由斯特凡·W·赫尔他开发了超分辨率荧光技术。这最终使阿贝所描述的分辨能力的极限得以绕过。使用诸如刺激排放耗竭，GSDIM（基态耗尽显微镜，然后是单个分子返回）或者其他超分辨率显微镜方法，现在可以分辨几纳米的结构。因此，斯特凡·赫尔被授予2014年诺贝尔化学奖与Eric Betzig和William Moerner合作开发超分辨荧光显微镜。