光波定义了这个极限
然而，不仅是放大，而且是分辨率表明作业能力光学显微镜的分辨率是分别渲染两个紧密相邻的点的能力。根据瑞利准则，能够分别成像的两个点之间的最小距离大约相当于光波长的一半。
波长λ
N =标本与物镜之间介质的折射率
α =物镜孔径角的一半
因此，在蓝光下，分辨率极限约为d = 0.2 μm;红光下，d = 0.35 μm左右。紫外线目标的分辨率略低于0.2 μm。用肉眼，我们无法分辨出小于0.2毫米的结构。
n × sin α的值相当于数值孔径(NA)，是对聚光能力和物镜分辨率的测量。由于孔径角不超过90°，折射率不小于1 (n空气= 1)， NA总是在1左右的空气。当使用浸油(n> 1)时，数值孔径增大(至近似。1.45)，以及它的分辨率。
因此，在蓝光下，分辨率极限约为d = 0.2 μm;红光下，d = 0.35 μm左右。紫外线目标的分辨率略低于0.2 μm。用肉眼，我们无法分辨出小于0.2毫米的结构。
放大倍数并不总是好的
为了使显微分辨率可被眼睛探测到，图像以相应的放大倍数出现在目镜中。分辨率和放大度总是直接相互依赖的。低放大率物镜数值孔径小，因此分辨率低。对于高倍物镜，数值孔径也很高，对于40倍的干物镜，数值孔径通常为0.8。然而，由于数值孔径不能超过某一点，传统光学显微镜的可用放大范围也受到限制。“有用的”显微镜放大率在500 × NA到1000 × NA之间。
一些光学显微镜的放大率非常高，但实际上，其极限只有1400倍以下。专家称任何超出这个范围的东西都是“空洞的放大”。虽然结构看起来更大，但没有解决额外的细节。
