人类可能早在千年前就发现使用透明水晶或宝石磨制成的透镜具有放大影像的功能。据称，放大镜的应用是由13世纪英国的一位主教格罗斯泰斯特提出的。
显微镜最早发明于16世纪晚期，一个叫札恰里亚斯詹森的荷兰眼镜制造商声称他于1590年发明显微镜。詹森虽然是发明显微镜的第一人却并没有发现显微镜的真正价值，因此詹森的发明并没有引起世人的重视。
1665年，列文虎克再一次发明显微镜，并首次发现微生物，为18世纪和19世纪初期细菌学和原生动物学研究的发展奠下坚实基础。
