显微镜的原理是利用 凸透镜的放大成像原理来放大人眼无法分辨的微小物体。显微镜主要由目镜和物镜组成，物镜的焦距小于目镜的焦距。物体首先通过物镜成倒立、放大的实像，然后该实像再通过目镜成正立、放大的虚像。
具体来说，物镜相当于投影仪的镜头，物体通过物镜后成一个放大的实像。这个实像位于目镜的物方焦距内侧。目镜则相当于普通的放大镜，它将物镜形成的实像再放大一次，最终形成虚像。这个虚像位于人眼的明视距离（通常为25厘米）处，因此人眼可以直接观察到放大的像。
显微镜的放大率由角放大率M表示，它与物体到眼睛的距离以及像到眼睛的距离有关。显微镜的设计通常规定像离眼睛25厘米处的放大率为仪器的放大率。
此外，显微镜的光学成像原理还涉及到凸透镜的成像规律。当物体位于物镜前F-2F（F为物方焦距）之间时，物镜会形成一个放大的倒立实像，该实像位于目镜的一倍焦距F1之内。目镜再次放大这个像，最终在人眼的明视距离处形成放大的直立虚像。
通过这些光学元件和原理，显微镜能够将微小物体放大到足够大的尺寸，使人们能够观察到肉眼无法分辨的细节。