Un microscope optique peut utiliser plusieurs types de lumière pour produire plusieurs types d'images, mais toutes fonctionnent sur la base de la lumière focalisée depuis le dessous de l'échantillon et dans un condenseur, qui focalise la lumière, ou le lentille à visualiser. La lentille de l'objectif est ce qui provoque le grossissement réel du spécimen sur la lame qui est rendu visible par la lumière. Celui-ci est ensuite transmis à l'oculaire en haut du microscope.
La plupart des microscopes optiques utilisés dans les écoles ou chez les étudiants sont à éclairage en champ clair. Cela signifie que l'image de l'objet visualisé est vue de manière très basique. Les objets sur les diapositives sont généralement teints avec une teinte afin que la couleur puisse absorber la lumière qui la traverse et être vue. La quantité de grossissement sur les microscopes optiques n'est pas aussi élevée que sur d'autres microscopes, comme les microscopes électroniques. Les microscopes optiques sont, en moyenne, limités à un grossissement de 2 000 fois, alors qu'un microscope électronique à transmission peut grossir un objet environ un million de fois. Les microscopes électroniques à balayage peuvent grossir un objet environ 300 000 fois, ce qui fait que le grossissement du microscope optique semble minime. Par rapport à l'œil humain, les capacités du microscope optique sont bien au-delà de tout ce que les humains pourraient faire sans l'appareil.
