用放大鏡觀察物體時增大視角的光路。物體在明視距離處，對眼睛所張的視角；如果物體足夠大，則它對眼睛所張的視角也足夠大，眼睛既看得清楚，又不感到疲勞。如果物體很小，所張的視角也就很小，為了看清楚，就要將物體移近，可以看清楚了，但由於此時物體位置比明視距離近，觀察時眼睛需要調節，時間長了，眼睛就會疲勞。在利用放大鏡來觀察時，適當地改變放大鏡的位置，使物體的虛象剛好落在明視距離處，這樣一來，不但視角增大了，而且觀察時眼睛還不需要調節，既清楚又舒適，這就是放大鏡增大視角的作用。
視角增大的倍數，在光學上稱為儀器的角放大率（或稱為儀器的放大率）。
對於放大鏡來說，由於被觀察的物體總是很小的，因而原來的視角和放大後的視角都是比較小的。
這就是放大鏡或顯微鏡目鏡的視角放大率。因為明視距離為250毫米。
放大鏡焦距為10～100毫米，所以放大鏡的放大率約為2.5～25倍。如果要進一步增大放大率，則設計製造的凸透鏡就要取更短一些的焦距，因而凸透鏡的球麵曲率就要做得更大，然而，用這樣的放大鏡來觀察物體，當某一部分看得清楚時，而旁邊的部分卻很模糊，也就是說，可以清晰地觀察的範圍縮小了。而且，焦距更短，或者說球麵曲率更大的透鏡，更加不易磨製得精確。由於這些緣故，一般放大鏡的焦距隻能是10～100毫米，因此，最大放大倍數僅能達到25倍。
放大鏡的放大率太小了，要觀察微小的物體，就需要有放大倍數更高的光學儀器。而顯微鏡的放大率，則比放大鏡高多了。
顯微鏡有兩組不同焦距的透鏡組，上麵對著觀察者眼睛的一組透鏡叫做目鏡，下麵對著被觀察的物體或樣品的一組透鏡叫做物鏡。目鏡的焦距較長，物鏡的焦距較短。目鏡與物鏡之間的距離，稱為顯微鏡的筒長。樣品放在載物台上，下方有一麵反光鏡，外來光線經反光鏡反射後，通過載物台中間的玻璃載片照亮樣品，因而能夠觀察得更清楚一些。
顯微鏡的光路係統，它的成象原理是這樣的：樣品放在物鏡下方，離物鏡很近，但由於物鏡的焦距很短，因而還是處於焦距之外。樣品通過物鏡而形成一個放大的實象。這個實象對於目鏡來說，仍然可以看成為一個物體，而落在目鏡焦距以內。這個物體通過目鏡又形成一個放大的虛象。這樣，物體先後經過物鏡和目鏡的兩次放大成象——一次實象放大，一次虛象放大，最後，虛象就成在明視距離處。最後形成的象與物體相比較，是上下顛倒、左右對調的。
顯微鏡將物體兩次放大，因而它的放大率比放大鏡的放大率要大得多。一個物體，不用顯微鏡觀察，而是放在明視距離處直接觀察。
物體經過顯微鏡兩次放大，虛象也形成在明視距離處。
明視距離是不變的數值，即d=250毫米，對於某個確定的顯微鏡來說，鏡筒長也是不變的數值，一般L=180毫米，這樣顯微鏡的放大率就是由物鏡焦距和目鏡焦距決定的了。顯微鏡的目鏡和物鏡都是可以根據實際需要而進行更換的。
目鏡即相當於放大鏡的放大率。也就是說，顯微鏡的放大率等於物鏡的放大率和目鏡的放大率之乘積。比如說，目鏡上刻有“16×”字樣，物鏡上刻有“25×”字樣，則顯微鏡放大率M=16×25=400（倍）。一般的光學顯微鏡的放大率，最高可達到3000倍。
顯微鏡的種類繁多，如生物顯微鏡、金相顯微鏡、雙物鏡比較顯微鏡、外科手術顯微鏡、大型工具顯微鏡、萬能工具顯微鏡、體視顯微鏡、雙目顯微鏡、掩模顯微鏡等等，現在顯微鏡已經發展成為光學儀器中的一個“大家族”。