光学显微镜是一种既古老又年轻的科学工具，用途十分广泛，在生物学中，化学中，物理学等等在一些科研工作中都是离不开显微镜。
生物学中，实验室是离不开这种实验仪器，它可以帮助学习者去研究未知的世界；去认识世界。
医院是显微镜的最大应用场所，主要用来检查患者的体液变化、入侵人体的病菌、细胞组织结构的变化等等信息，为医生提供制定治疗方案的参考依据和验证手段，在基因工程、显微外科手术中，显微镜更是医生必备的工具；农业方面，育种、病虫害防治等工作离不开显微镜的帮助；工业生产中，精细零件的加工检测和装配调整、材料性能的研究是显微镜可以的显身手的地方；刑侦人员常常依靠显微镜来分析各种微观的罪迹，作为确定真凶的重要手段；环保部门检测各种固体污染物时也得助显微镜；地矿工程师和文物考古工作者借助显微镜所发现的蛛丝马迹可以判断深埋地下的矿藏或推断出尘封的历史真像；甚至人们的日常生活也离不开显微镜，如美容美发行业，能用显微镜对皮肤、发质等进行检测，当能获得最佳的效果。可见显微镜与人们的生产生活结合得是多么的紧密。
按照不同的应用目的，可以大致对显微镜进行分类，常见的有生物显微镜、金相显微镜、体视显微镜、偏光显微镜等四大类。
生物显微镜主要用在生物医学方面，观察对象多为透明或半透明微体；
金相显微镜主要用来观察不透明物体的表面，如材料的金相结构和表面缺陷；
体视显微镜在将微物放大成像的同时，还使物与像相对于人眼的方位一致，并且有纵深感，符合人的常规视觉习惯；
偏光显微镜利用不同材料对偏振光的透射或反射特性来区分不同的微物组份。
还可细分出一些特殊的种类，如倒置生物显微镜或称培养显微镜是主要用来透过培养器皿底部观察培养的一种生物显微镜；
荧光显微镜利用某些物质吸收特定较短波长光线而发射特定较长波长光线的特性，去发现这些物质的存在，判断其含量。
传统的光学显微镜主要由光学系统及支撑它们的机械结构组成，光学系统包括物镜、目镜和聚光镜，都是由各种光学玻璃做成的复杂化了的放大镜。物镜将标本放大成像，其放大倍率M 物由下式决定： M物 =Δ∕f＇物 ，式中 f＇物是物镜的焦距， Δ可理解为物镜与目镜间的距离。目镜将物镜所成之像再次放大，成一个虚像在人眼前 250mm 处供人观察, 这是多数人感觉最舒适的观察位置，目镜的倍率M 目 =250/f＇ 目,f＇ 目是目镜的焦距。显微镜的总放大倍率是物镜与目镜的乘积，即 M=M 物*M 目=Δ*250∕f＇ 目 *f; 物。可见，减小物镜及目镜焦距将使总放大倍率提高，这是用显微镜可以看到细菌等微生物的关键, 也是其与普通放大镜的区别所在。
