Оптична система мікроскопа складається з основних елементів. об'єктива та окуляра. Вони закріплені в рухомому тубусі, розташованому на металевій основі, на якому є предметний столик. Збільшення оптичного мікроскопа без додаткових лінз між об'єктивом та окуляром дорівнює добутку їх збільшення.
Оптична система мікроскопа зазвичай складається з освітлювача (включаючи джерело світла і лінзу, що збирає), конденсора, зразка, об'єктиву, окуляра і фотоприймача, який може бути або камерою, або оком спостерігача.
До механічною Частини прийнято відносити предметний столик, коаксіальні механізми фокусування, штатив, револьверний пристрій – все, що допомагає спостерігати зразки. Не варто забувати і про освітлювальну системі – її зазвичай вважають частиною оптики мікроскопа.
Зображення, створюване об'єктивом мікроскопа у передній фокальній площині окуляра розглядається через окуляр, який діє як лупа з видимим збільшенням: . Загальне збільшення мікроскопа визначається як твір збільшення об'єктиву на збільшення окуляра: .