Początki mikroskopu sięgają XVI wieku. Chociaż koncepcja powiększenia i soczewek była znana od wieków, to właśnie w tym czasie nastąpił znaczący postęp w rozwoju przyrządów optycznych do powiększania małych obiektów.
Wynalezienie mikroskopu złożonego, który wykorzystuje wiele soczewek do powiększania obiektów, często przypisuje się holenderskiemu naukowcowi Zachariasowi Janssenowi. Około roku 1590 Janssen i jego ojciec Hans Janssen, którzy byli twórcami okularów, skonstruowali mikroskop, umieszczając wiele soczewek w tubusie. Ten wczesny mikroskop był znaczącym przełomem, ponieważ pozwolił na większe powiększenie i lepszą przejrzystość w porównaniu z poprzednimi urządzeniami powiększającymi.
Mikroskop Hansa i Zachariasa Janssenów miał ograniczenia polegające na aberracji chromatycznej, w której różne kolory skupiały się w różnych punktach, co skutkowało rozmyciem obrazu. Do tego ograniczenia odniósł się później inny holenderski naukowiec, Antonie van Leeuwenhoek. Pod koniec XVII wieku Leeuwenhoek udoskonalił konstrukcję mikroskopu i opracował własne, potężne soczewki. Osiągnął niezwykłe powiększenie i jako pierwszy zaobserwował i udokumentował za pomocą swoich mikroskopów mikroorganizmy, takie jak bakterie i pierwotniaki.
Mikroskopy Leeuwenhoeka były prostymi urządzeniami z jedną soczewką, znanymi jako „proste mikroskopy” lub „mikroskopy Leeuwenhoeka”. Mikroskopy te składały się z maleńkiej, wysokiej jakości szklanej kuli zamontowanej na metalowej płytce, z próbką umieszczoną na czubku igły. Starannie dostosowując odległość między preparatem a soczewką, Leeuwenhoek osiągnął powiększenia do 270 razy.
Rozwój i udoskonalanie mikroskopów trwał przez wieki, przy udziale innych wybitnych naukowców, takich jak Robert Hooke i Ernst Abbe. Książka Hooke'a „Micrographia” opublikowana w 1665 roku przedstawiła jego obserwacje przy użyciu mikroskopów i spopularyzowała wykorzystanie mikroskopów w badaniach naukowych.
Mikroskopy stały się dziś niezbędnymi narzędziami w różnych dziedzinach, m.in. w biologii, medycynie, materiałoznawstwie i nanotechnologii. Przekształciły się w wysoce zaawansowane instrumenty zdolne do osiągnięcia niewiarygodnie wysokiego poziomu powiększenia i rozdzielczości, umożliwiając naukowcom badanie skomplikowanych szczegółów mikroskopijnego świata.