顯微鏡的原理主要基於光學原理，通過透鏡或反射鏡系統將微小物體的圖像放大，使其在觀察者眼中變得可見。光學顯微鏡主要由目鏡、物鏡、載物台和反光鏡組成。物鏡的作用是接收來自物體的光線，並在焦點處形成一個倒立、放大的實像。目鏡則將這個實像進一步放大，使得觀察者能夠看到微小物體的細節。
電子顯微鏡的工作原理與光學顯微鏡相似，但使用電子束作為光源。電子束通過電磁透鏡系統聚焦，並在樣品上產生圖像。樣品中不同密度的區域對電子的散射程度不同，這使得電子顯微鏡能夠揭示樣品的內部結構。
顯微鏡的成像質量取決於放大率和解析度，放大率可以通過改變物鏡和目鏡的焦距來調節，而解析度則取決於顯微鏡能夠分辨的最小距離。此外，樣品的製備和處理也對成像質量有重要影響，因為只有製備成透明、薄片狀並經過適當染色或標記的樣品，才能在顯微鏡下清晰觀察。