Mikroskopların temelini oluşturan ilk basit büyütecin Roger Bacon (1214-1294) tarafından yapıldığı ve bazı objelerin incelendiği bilinmektedir. Hollandalı bir gözlükçü olan Zacharias Janssen 1590 yılında, iki mercekten oluşan basit bir büyüteç yaparak, bazı objeleri 50x ve 100x büyütebilmiştir. Cornelius Drebbel ve Hans'ın da, 1590-1610 yılları arasında benzer tarzda bazı büyütme aletleri geliştirdikleri açıklanmıştır. Galileo Galilei (1564-1642), 1610 yılında, İtalya'da, bir tüp içine yerleştirdiği bir seri mercekle, daha fazla büyütme gücü elde etmiştir. Kepler, 1611'de, iki mercekten oluşan bir büyütme aleti geliştirmiştir. Petrus Borellus (1620-1689), yaptığı büyüteçle uzakları daha iyi görebildiğini açıklamıştır. Robert Hooke (1635-1703) ve Nehemiah Grew geliştirdikleri büyütme aletleri ile (200x) bazı objeleri ve bitkileri incelediklerini açıklamışlardır. Hooke, 1665'de, yayımladığı Micrographia adlı eserinde yüksek organizmaların ve flamentöz mantarların mikroskobik görünümlerini çizmiş ve bunlar hakkında bilgiler vermiştir. Athanasius Kircher (1602-1680), 32 defa büyütebilen aleti yardımı ile vebalı hastaların kanında bazı kurtçukları gördüğünü iddia etmiştir. Histolojinin kurucusu olarak tanınan İtalyan bilgin Marcello Malpighi (1628-1694), basit bir mikroskop yardımı ile akciğer dokusunu incelemiştir. Jan Swanmmerdan 1658'de, alyuvarları mikroskopla incelemiştir. Pierre Borrel (1620-1671), bakterileri görebildiğini iddia etmiştir.

Hollandalı bir tüccar ve amatör bir mercek yapımcısı olan Antony van Leeuwenhoek (1632-1723), 200 defadan fazla büyütebilen ve iki metal arasına yerleştirilmiş bikonveks mercekten oluşan büyütme aleti ile yaptığı çeşitli incelemelerde mikroskobik canlılar dünyasını bulmayı başarmıştır. Bu nedenle kendisine mikrobiyolojinin kurucusu gözü ile bakılmıştır. Yaptığı araştırmalar arasında, kanal ve ark sularında protozoa, bir gece bekletilmiş yağmur sularında bakteri, diş kiri, biber dekoksiyonu, mantar,yaprak, salamander kuyruk kan dolaşımı, seminal sıvı, idrar, gaita, vs., materyaller, esas konusunu oluşturmuştur. İlk bakterileri 1676 yılında görerek, şekil ve hareketlerini izlemiş ve şekillerini çizerek bu konuda hazırladığı 200'den fazla mektubunu Londra'daki "Phylosophical Transaction of the Royal Society" ye göndermiş ve İngilizce olarak yayımlanması sağlanmıştır. Bu mektuplarında, özellikle, diş kiri ve biber infusyonundan yaptığı muayenelerde milyonlarca küçük canlıya (hayvancıklara, animaculate) rastladığını da belirtmiştir. Araştırıcı, aynı zamanda, bakterileri yüksek ısıda tuttuğunda veya sirke ile muamele ettiğinde öldüklerini de belirtmiştir.

Huygens, 1684'de, iki mercekli oküleri geliştirmiştir. Chester Moor Hall ve John Dalland, 1773'de, birbirlerinden bağımsız olarak, dispersiyonu düzelten mercekler geliştirdiklerini açıklamışlardır. J.N. Lieberkühn, 1739'da, A. van Leeuwenhoek'in mikroskobunu daha da geliştirmiştir. Chevalier, 1824'de, mikroskopta birçok mercekleri bir araya getirerek başarılı olarak kullanmıştır. J.J. Lister, 1830'da, modern mikroskobun prensiplerini koymuştur. Ernest Abbe (1840-1905), 1870'de, akromatik objektif ve kondansatörü yapmış ve kullanmıştır. A. Abbe ve Carl Zeiss (1816-1866), apokromatik mercek sistemini bulmuşlardır. Andrew Ross (1798-1853), 1843'de binoküler mikroskobu yapmıştır. J.J. Woodvard, 1883-1884'de, mikroskop yardımı ile fotoğraf çekmeyi, Heimstadt, Carl Reichert (1851-1922) ve Lehmenn, ilk olarak fluoresans mikroskobu yapmayı başarmışlardır. Louis de Broglie elektron mikroskobun esasını bulmuştur. Max Knoll ve Ernst Ruska ilk elektron mikroskubu yapmışlardır (1933).