Bei einer einzelnen Linie, kontrastreich schwarz auf weißen Grund liegt die Erkennbarkeit noch deutlich niedriger und erreicht Werte von etwa 10 µm. Dies muß jedoch als ein Sonderfall betrachtet werden. 

Das erste Bild (Abb. 1), ein Foto von Hans Pfletschinger, einen Meister der Makrofotographie, zeigt eine Erscheinung, die die Menschen sicherlich vor Jahrtausenden schon gemacht haben, die Linsenwirkung eines Tropfens. 

Von der Kenntnis dieser Erscheinung wird schon aus dem Altertum berichtet, z.B. wassergefüllte Glaskugeln und ihre vergrößernde Wirkung, aber die alten Kulturvölker hatten die Nutzung dieser Effekte noch nicht erkannt. 

Die Araber waren die ersten, die vor etwa 1000 Jahren die Wirkung von Linsen untersuchten und beschrieben. 

Die Möglichkeit eine Sehhilfe wird erstmals 1267  durch den englischen Gelehrten und Franziskaner  Roger Bacon
beschrieben. 
Der Einsatz von Brillen kam dann in den folgenden Jahrhunderten in Gebrauch, man lernte Gläser zu schleifen und zu polieren, Verfahren, die schon aus der Schmuckproduktion bekannt waren. 

Im 17. Jahrhundert mehren sich dann rasch Berichte über den Einsatz von Lupen und Beschreibungen von Beobachtungen, die man dabei machte. 

Descartes veröffentlichte 1637 Baupläne eines einfachen Mikroskops, das aus eine Linse (Lupe) bestand, aber durch raffinierte Spiegelanordnung schon einen komplizierten Beleuchtungsapparat aufwies, der eine Auflichtbetrachtung ermöglichte. Dieses Instrument war aber keineswegs so groß, wie es nach dieser alten Abbildung (Abb. 2) erscheinen mag. Sie müssen sich an Stelle der Person nur ein Auge vorstellen, das Instrument maß nur einige cm. 
Diese Spiegelanordnung geriet dann wieder in Vergessenheit und wurde 101 Jahre später in 1738 von dem Arzt und Mikroskopiker Lieberkühn erneut eingeführt und trägt seitdem seinen Namen. 

Schon 25 Jahre vor Descartes, 1611, sollen die beiden holländischen Brillenmacher Johannes und Zacharias Janssen das zusammengesetzte Mikroskop erfunden haben, indem also 2 Linsen kombiniert werden und damit ihre Leistungen erhört werden konnten (Abb. 3). Auch Galileo Galilei wird hier genannt, der durch Variation des nach ihm benannten Fernrohrs zu Vergrößerungen im Nahbereich kam. 

Von wesentlicher Bedeutung waren aber erst die Beschreibungen und Untersuchungen von Robert Hooke, der 1665 die folgende Darstellung veröffentlichte und sie auch auswertete (Abb. 4). Diese einfache Skizze zeigt ein Stückchen Kork, wie es Hooke beobachtete und in seinem berühmten Werk Micrographica darstellte, zusammen mit zahlreicher anderen Objekte. Abb. 5 zeigt die Titelseite des Werks und  Abb. 6 das Mikroskop, da Robert Hooke benutzte). 

Diese ersten Mikroskopiker hatten natürlich große Schwierigkeiten. Sie mußten ihre Geräte selber bauen, d.h. insbesondere ihre Linsen selbst schleifen. 

Linsen sind mit verschiedenen Fehlern behaftet. Die schwerwiegendsten sind die sphärische (Abb. 7) und die chromatische (Abb. 8) Aberration. Erstere führt zur Unschärfe, letztere wird in Farbsäumen deutlich. 

Die sphärische Aberration kann gemindert werden, wenn man den Lichtstrahl stark einengt, z.B. durch Blenden im Strahlengang. Dann sinkt aber auch das Auflösungsvermögen und insbesondere die Lichtstärke, d.h. die Helligkeit des Bildes, was den Einsatz des Gerätes verschlechtert. 

Die chromatische Aberration konnte erst viel später durch Kombinationen von Linsen aus unterschiedlichen Gläsern behoben werden (erste Ansätze von Dollond 1758, später Lister 1830). 

Aus diesen Gründen war über sehr lange Zeit, obwohl vorhanden, das zusammengesetzten Mikroskop von geringer Bedeutung und das sog. Einfache Mikroskop stand als Forschungsgerät im Vordergrund. 

Der Meister in seiner Konstruktion und Nutzung war der Holländer Anton van Leeuwenhoek, der 1632 bis 1723 lebte und aus heutige Sicht unglaubliches leistete. 

Es ist bekannt, daß Leeuwenhoek mehr als 500 seiner einfachen, aber doch sinnreichen Instrumente baute (Abb. 9). In zahlreichen Briefen teilte er seine Ergebnisse der Royal Society in London mit, wo sie z.T. veröffentlicht wurden. Die winzigen Linsen, von denen jeweils eine zwischen zwei Metallplatten befestigt war, schliff Leeuwenhoek selbst. Er schwieg sich aber offenbar bewußt darüber aus, wie er es machte. Vermutlich benutzte auch er folgende Methode, die von anderen Mikroskopiker seiner Zeit bekannt wurde. An einer Glasrohre wurde in der Mitte ein Glasballon geblasen und das hintere Ende abgeschmolzen. Es blieb dann eine kleiner "Glastropfen" als linsenartige Verdickung bestehen, der aus dem Glasballon herausgebrochen werden konnte. 
Eine andere Methode bestand darin, an einem ausgezogenen Glasstab eine kleine Kugel zu schmelzen und diese dann auf einer Seite plan zu schleifen und zu polieren. 
Auf diese Weise kann man Linsen sehr kurzer Brennweite erhalten. Von den zahlreichen Mikroskopen Leeuwenhoeks sind einige erhalten geblieben. Eine neue nähere Untersuchung dieser Instrumente zeigt die erstaunlichen Leistungen. 
Die Mehrzahl ermöglichte eine Vergrößerung von unter 100 fach. Das "Spitzenmodell", das im Museum in Utrecht aufbewahrt wird, hat eine Brennweite von weniger als 1mm und damit eine Vergrößerungsleistung von 266 fach. Das Auflösungsvermögen liegt bei 1,35 µm (1/700 mm) 
Das folgende Bild (Abb. 10) zeigt einige Diatomeen-Schalen, die auf Grund ihrer regelmäßigen und feinen Strukturen als Testpräparate dienen und die genaue Bestimmung der Auflösung ermöglichen. Das Bild wurde mit dem Utrechter Leeuwenhoek-Mikroskop gemacht! Damit ist die außerordentliche Leistungsfähigkeit dieser auf dem ersten Blick so primitiven Instrumente nachgewiesen, die auch erschlossen werden kann, wenn die Veröffentlichungen Leeuwenhoeks zu Grunde gelegt werden. 
Er beschrieb als erste Einzeller, wie er sie im Wasser fand. 
Einige Beispiele werden in Abb. 11 gezeigt. 
Leeuwenhoek beschrieb auch Spermatozoen, die Querstreifung von Muskelfasern, Blutkörperchen und Kapillaren, Bakterien, die Strukturen von Schimmel und Staub, von Holz und Metall. 
Man muß sich dabei vor allem vergegenwärtigen, daß dies ja alles "echtes" Neuland war. Wir haben über die Existenz all dieser Dinge schon in der Schule etwas gehört. Er aber dürfte sie  als Erste neu entdecken, beschrieben und interpretieren. 
Leeuwenhoek war ein Eigenbrötler, der seine praktischen Kenntnisse und Fähigkeiten leider nicht  weitergab, obwohl er z.B. von dem deutschen Philosophen Leibniz aufgefordert wurde, eine Schule für mikroskopische Forschung zu gründen. 

Die Veröffentlichungen der Leeuwenhoekschen Untersuchungen strahlten aber doch aus und regten weitere Mikroskopiker an, sich mit dem Mikrokosmus zu beschäftigen und neue Instrumente zu entwickeln. 

Aus Italien kommt um die Mitte des 17. Jahrhunderts der Name Mikroskop. Der Arzt und Naturforscher Malpighi entdeckte hier die nach ihm benannten Strukturen in der Niere und die schlauchförmigen Exkretionsorgane der Insekten. 
Wichtige Anstöße gingen aber weiterhin von Holland aus. Der kulturelle Niedergang Deutschlands durch den 30-jährigen Krieg bewirkte, daß hier zunächst keine Anregungen und Untersuchungen erfolgten. 

In 18. Jahrhundert spielten die einfachen, von Historikern sog. Zirkelmikroskopen nach Wilson (1702) eine wichtige Rolle. Abb. 12 zeigt ein Exemplar, das wahrscheinlich von George Adams um 1745 gebaut wurde. Man merkt woher es seinen Namen hat: Es erinnert stark an einem Zirkel.  Es wurde damit hauptsächlich im Auflicht gearbeitet, also mit größeren, undurchsichtigen Objekten. Das Objekt wird eingeklemmt, bleibt aber beweglich und wird von einem lieberkühn'schen Spiegel, in dessen Zentrum ein Linse sitzt, beleuchtet. 
Die Beleuchtung ist ja sowieso beim Mikroskopieren von ausschlaggebender Bedeutung. Wie wir sahen, beleuchtete Robert Hooke mit Hilfe von Linsen sein vor dem Objektiv aufgespießten Objekt. Die Benutzung einer Schusterkugel war lange Zeit von Bedeutung. 
Hertel benutzte für die Durchlicht-Beleuchtung 1716 erstmals einen Spiegel. Damit wurde es notwendig und üblich, den Mikroskoptubus fest aufzustellen. 
Es entstanden die sog. Trommelmikroskope (Abb. 13) und die Dreibeinmikroskope (Abb. 14). Diese waren noch im 19. Jahrhundert in Gebrauch, wo sie in den Salons als Kuriositäten bzw. zur Unterhaltung benutzt wurden, oder als Spielzeug. Die abgebildete Geräte stammen aus dieser Zeit. 
Die Konstruktion eines Trommelmikroskops (von 1742) wird auch in Abbildung 13 gezeigt. Das Gerät wurde in England als "Taschenmikroskop" angeboten. Das dreilinsige Instrument besitzt eine Objektivlinse, eine Feldlinse und eine Okularlinse. Die vereinigung von Feldlinse und Augenlinse zu einem einteiligen Okular erfolgte erst später. 

Daneben blieb das einfache Mikroskop noch weiter von Bedeutung. Links (Abb. 15) ist das sog. Ellische Wassermikroskop zu sehen. Der Objekttisch trägt eine Glasplatte, auf der das Wasser zur Untersuchung stand. Rechts ist ein Instrument des berühmten englischen Mikroskopbauers Adams (der jüngere) zu sehen, der in der zweiten Hälfte des 18 Jahrhunderts in London tätig war. Interessant hierbei ist der bewegliche Arm, der die Linse (Lupe) hält. Diese Anordnung, auch zu Beleuchtungszwecken eingesetzt, wurde von dem Holländer Musschenbroek erfunden und die gleichen werden als Musschenbroek'sche Nußgelenk bezeichnet. 
Weitere Geräte besaßen ganze Sätze von Lupen, wie am Beispiel dieses Mikroskops (Abb. 16), ebenfalls von G. Adams, deutlich wird. Damit war der Objektiv-Okular erfunden. Man erkennt auch die Möglichkeit, durch verstellen des Tisches die Schärfe zu justieren. 

Neben der üblichen Anordnung mit Einblick von oben entstanden auch schon früh andere Anordnungen. Bonanni (1691) , ein Jesuitenpater, baute schon 1691, also zur Zeit Hooke's und Leeuwenhoek's ein Mikroskop in horizontaler Anordnung mit aufwendigen Beleuchtungssystem, mit Kondensor und 2  Trieben (Abb. 17) 

Besonders in England wurden dann weitere Verbesserungen entwickelt. Dazu gehört besonders die exzentrische Säule, die eine wesentliche Verbesserung gegenüber den Dreifuß- und Trommelmikroskopen bedeutet. 
Ein Beispiel bietet das Mikroskop von G. Adams d. Ä. (Abb. 18) von 1771. Hier ist alles noch sehr leicht gebaut. Es gibt schon eine Vorrichtung zum Kippen, die eine Erleichterung bei der Einsicht mit sich bringt. 
Ähnliche Geräte konstruierten auch Cuff, Culper und Scarlett. Verbesserungen ergaben sich hier besonders im mechanischen Bereich, im optischen stagnierte die Entwicklung bis in das 19. Jahrhundert. 

Ausgehend von achromatischen Linsenkonstruktionen durch Dollond (1758), die bei Fernrohren eingesetzt wurden, entstanden gegen Ende des 18 Jh. die ersten achromatischen Mikroskopobjektive (z.B. von Deyl 1807, Beeldsny 1800a). Sie verwendeten 2 bikonvexe Linsen aus Kronglas und dazwischen eine bikonkave Linse aus Flintglas. 
Ähnliches gelang Lister 1830 in England durch 2 verkittete Linsen. 
Hier handelte es sich zum ersten Mal um Linsen, die berechnet wurden, die also auf Grund von Berechnungen und Kenntnis physikalischer Gesetzmäßigkeiten entstanden. 
Zu  erwähnen ist hier auch der Italiener Amici, der ebenfalls achromatische Systeme entwickelte, unter zu Hilfenahme von Spiegeln. 
Das nächste Bild (Abb. 19) zeigt eines der Mikroskope, die von Amici (ca. 1825) entwickelt wurden, und daneben einen Typ aus England von Cuthbart (1833). 
Nachdem die Grundkenntnisse geschaffen worden waren, lief die Entwicklung rascher ab und es ergaben sich beträchtliche Verbesserungen. 
Deutlich wird dies etwa an einem Instrument von Ross (1843, Abb. 20), der die Korrektivfassung von objektiven einrührte, die die sphärische Aberration verhinderte, oder auch am ersten umgekehrten Mikroskop, das bei Nachet 1850 gebaut wurde (Abb. 21). Nachet war die führende französische Werkstatt, die mit dem Amerikaner Smith zusammenarbeitete. 
Wichtig wurden dann Untersuchungen zu den optischen Eigenschaften des Glases, wie sie besonders von Frauenhofer im ersten viertel des 19. Jh durchgeführt wurden. 

Mit den Mikroskopen, die jetzt in verschiedenen europäischen Ländern konstruiert wurden, und die qualitativ hochwertig waren, begann ein immer rascheres Vordringen in das Mikrokosmus. 
Das Mikroskop wurde insbesondere das Forschungsinstrument auf dem Gebiet der Biologie und Medizin. 
Ein Meilenstein dieser Entwicklung war etwa die Erkenntnis, daß alle Pflanzen und Tiere aus Zellen bestehen. Dies wurde 1836/39 in der Schwamm-Schleiden'schen Zelltheorie festgelegt. Man erkannte die Bakterien als verursacher von Krankheiten und ging geradezu auf  die Jagt nach den Mikroben. Die Erkenntnis, daß Samenzellen und Ei zusammengehören, daß alle Vielzeller aus einer Eizelle hervorgehen, daß die Gewebe aus ganz speziellen Zelltypen zusammengesetzt wird, somit die Basis der Biologie, all diese Dinge worden jetzt systematisch erfaßt und beschrieben. 

Es entstand, parallel zur Weiterentwicklung des Mikroskops, das Gebiet der histologischen Technik. Methoden wurden erfunden und erprobt, die Organismen zu konservieren und zu sezieren, mikroskopische Präparate herzustellen, Schnitte mit dem Mikrotom herzustellen und anzufärben. Hier kann nicht auf diese vielfältige Entwicklung eingegangen werden, die Bilder mögen dies nur etwas demonstrieren (Abb. 22) 

Die aus heutiger Sicht entscheidende Phase im Mikroskopbau begann dann vor ca. 125 Jahren in Deutschland. 
Im Jena gab es, neben andern wichtigen Werkstätten der Mikroskopfertigung in Deutschland, die Werkstatt von Carl Zeiss. Zeiss tat sich 1866 mit dem Physiker Ernst Abbe zusammen. Diesem gelang es 1872 die grundlegende Theorie der Bildentstehung am Mikroskop zu entwickeln. 
Die Bedeutung dieser theoretischen Grundlagen konnte er dann unter Beweis stellen, als er neuartige Objektive berechnete, die sich als von bisher unbekannte Qualität erwiesen. Bekannt waren, wie schon ausgeführt, die Achromate, bei denen die blauen und roten Lichtstrahlen in einem Brennpunkt vereint werden. Abbe berechnete jetzt die sog. Apochromate, bei denen für praktisch alle Wellenlängen des Lichtes ein gemeinsamer Brennpunkt besteht. Abbe untersuchte auch vielerlei Flüssigkeiten, um die stark vergrößernden Objektive zu immergieren. Schon sehr viel früher hatte man versucht, die Bildqualität dadurch zu verbessern, daß Flüssigkeiten zwischen das Objekt und die Frontlinse des Objektivs gebracht wurden (Amici - Wasserimmersion). Die Einführung des Immersionsöls als Flüssigkeit mit dem gleichen Brechungsindex wie das Glas und der damit unterdrückten Reflexion am Glas-Luftfläche, erhöhten das Auflösungsvermögen ganz entscheidend. 
Im Zusammenhang mit einem von Abbe ebenfalls entwickelten Beleuchtungsapparat wurde nun die theoretisch mögliche Obergrenze der Auflösung des Lichtmikroskops erreicht, die bei etwas 0.25 µm liegt, also dem viertel Teil eines 1000 stel mm, etwa 400 mal höher als die des Auges. 
Mit einem solchen Mikroskop etwa entdeckte Robert Koch den Tuberkelbazillen und zeigte damit auf eindrucksvolle Weise die Bedeutung der Mikroskopie  und die Leistungsfähigkeit der optischen Geräte. 
Damit war vor rund 100 jahren eine weitere wichtige Stufe im Mikroskopenbau erklommen. 
Das Bestreben war aber darauf gerichtet, in noch kleinere Dimensionen vorzudringen. 
Dies wurde ermöglicht durch neuartige Objektive und Okulare, in deren Herstellung neue Glassorten benutzt wurden. Wichtige Anstoße dann gingen von O. Schott aus, der ebenfalls mit Zeiss zusammenarbeitete. 

1902 gelang es, unter der Verwendung von Quarzglas, Objektive zu Entwickeln, die für UV-Licht durchlässig sind. Normales Glas absorbiert das UV-Licht vollständig. Damit war es möglich, UV-Licht, d.h. kurzwelliges Licht,, einzusetzen, das zwar nicht sichtbar ist, aber fotografisch erfaßt werden kann. 
Damit gelang es nochmals, das Auflösungsvermögen des Mikroskops um den Faktor 2 zu steigern. 
Diese Entwicklung ist mit dem Namen Köhler verbunden, ebenfalls ein Mitarbeiter von Zeiss, der auch das nach ihm benannte, heute allgemein angewandte Beleuchtungsverfahren entwickelte, die sog. Köhlersche Beleuchtung.