Mikroskobun çalışma mekanizması, küçük nesneleri büyütmek amacıyla ışığın yönlendirilmesi ve merceklerin bu ışığı odaklamasına dayanır. Temel olarak bir mikroskopta, incelenecek nesneden yansıyan ya da geçen ışık, objektif mercek adı verilen ilk büyütücü mercekle yakalanır. Bu mercek, görüntüyü büyütür ve bu büyütülmüş görüntü, oküler (göz merceği) üzerinden kullanıcıya ulaştırılır. Böylece çıplak gözle görülmesi mümkün olmayan detaylar görünür hâle gelir. Bazı mikroskoplarda, ışık kaynağı nesnenin altına yerleştirilir ve bu sayede ışık doğrudan örnekten geçerek netlik sağlanır. Bu tür sistemlere “ışık mikroskobu” denir.