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Los primeros grandes avances en la ciencia y en particular en las ciencias biológicas se deben en parte a la invención del microscopio óptico, cuando a finales del siglo XVII Anton van Leeuwenhoek, tallando lentes, pudo apreciar el mundo que por su tamaño tan pequeño no era posible ver a simple vista: el mundo microscópico.

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Aparece el primer modelo del microscopio compuesto, inventado por dos fabricantes de anteojos holandeses: Zacharias Janssen y Hans Martens. Su creación sirvió de inspiración para el desarrollo de los primeros telescopios

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El inventor holandés Cornelis Drebbel diseña su propio microscopio armándolo con dos lentes convexos para los respectivos objetivo y ocular.

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Giovanni Faber acuña a este nuevo artefacto de magnificación de imágenes ‘microscopio’. Es entonces cuando comienza a hablarse del microscopio compuesto. Ese mismo año dos científicos italianos, Francesco Stelluti y Federico Cesi, publicaron las primeras ilustraciones observadas al microscopio.

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Galileo Galilei inventa una especie de microscopio-telescopio compuesto por lentes cóncavos y convexos con los que estudió pequeños objetos, tales como los cuerpos celestes vistos en el cielo.

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Las partes del microscopio: objetivo y ocular, son acuñadas por Antonius Maria Schyrleus de Rheita.

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Robert Hooke observó las células de una muestra de corcho, acuñando por vez primera las unidades básicas de la vida. Su trabajo e ilustraciones son publicados en el libro Micrographia.

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Antonie van Leeuwenhoek, si bien trabajó con un microscopio simple, desarrolló lentes capaces de aumentar la imagen 200 veces su tamaño. Asimismo, inventó técnicas para pulir dichos lentes, con los cuales fue capaz de observar y analizar la sangre, microbios e insectos.

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Joseph Jackson Lister soluciona el problema de las imágenes imperfectas ocasionadas por las aberraciones acromáticas y esféricas. Para ello construyó un conjunto de lentes separados entre sí por una corta distancia, los cuales, aunque su poder de magnificación era débil, podían corregir las imágenes del microscopio.

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Carl Zeiss funda la compañía Carl Zeiss AG, la cual fabrica cantidades industriales de microscopios e instrumentos ópticos.

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Ernst Ruska y Max Knoll construyen el primer microscopio de transmisión electrónica (TEM), el cual utiliza haces de electrones y no de fotones para visualizar las muestras.

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Frits Zernike crea un microscopio de contraste de fases que es capaz de visualizar cuerpos transparentes, como el de las células, sin necesidad de teñirlas.

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Aparece el microscopio electrónico de barrido (SEM) gracias al invento de Manfred von Ardenne.

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Se inventa el microscopio confocal gracias a Marvin Minsky.

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Se inventa el microscopio de de efecto túnel (STM) gracias a Gerd Binnig y Heinrich Rohrer, con el cual es posible la reproducción de imágenes 3D a escalas atómicas.

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Desde 1990 en adelante, nuevos microscopios (por ejemplo, los criogénicos) han venido inventándose, todos con el objetivo de mejorar todavía más las resoluciones alcanzadas, así como el de poder trabajar con muestras cada vez más complejas e inherentes a campos activos de investigación, tales como los de la nanotecnología, la biomedicina y la física de los materiales.