物镜利用入射光线透过时被检物体进行第一次成像,得到物体放大的实像；目镜的作用是把物镜放大了的实像进行第二次放大,是将物镜放大的实像作为物体,进一步放大成虚像并把物像映入观察者的眼中.
显微镜的分辨率是指能被显微镜清晰区分的两个物点的最小间距.根据衍射理论,显微物镜的分辨率为
sigma=0.61lamda/N.sinU 1式中lamda为所用光波的波长；N 为物体所在空间的折射率,物体在空气中时N=1；U为孔径角,即从物点发出能进入物镜成像的光线锥的锥顶角的半角;NsinU 称为数值孔径.当波长λ一定时,分辨率取决于数值孔径的大小.数值孔径越大则能分辨的结构越细,即分辨率越高.数值孔径是显微物镜的一个重要性能指标,通常与放大倍率一起标注在物镜镜筒外壳上,例如40×0.65表示物镜的放大倍率为40倍,数值孔径为0.65.
分辨率和放大倍率是两个不同的但又互有联系的概念.当选用的物镜数值孔径不够大,即分辨率不够高时,显微镜不能分清物体的微细结构,此时即使过度地增大放大倍率,得到的也只能是一个轮廓虽大但细节不清的图像.这种过度的放大倍率称为无效放大倍率.