Podrijetlo mikroskopa seže u 16. stoljeće. Iako su koncept povećanja i leće bili poznati stoljećima, u to vrijeme došlo je do značajnog napretka u razvoju optičkih instrumenata za povećanje malih predmeta.
Zasluge za izum složenog mikroskopa, koji koristi višestruke leće za povećanje predmeta, često se pripisuju nizozemskom znanstveniku Zachariasu Janssenu. Oko 1590. godine Janssen i njegov otac Hans Janssen, koji su bili proizvođači naočala, konstruirali su mikroskop stavljajući više leća u cijev. Ovaj rani mikroskop bio je značajno otkriće jer je omogućio veće povećanje i poboljšanu jasnoću u usporedbi s prethodnim uređajima za povećanje.
Mikroskop Hansa i Zachariasa Janssena imao je ograničenje jer je patio od kromatske aberacije, gdje bi se različite boje fokusirale na različite točke, što je rezultiralo mutnim slikama. Tim se ograničenjem kasnije pozabavio još jedan nizozemski znanstvenik, Antonie van Leeuwenhoek. U kasnom 17. stoljeću Leeuwenhoek je poboljšao dizajn mikroskopa i razvio vlastite snažne leće. Postigao je nevjerojatno povećanje i prvi je pomoću svojih mikroskopa promatrao i dokumentirao mikroorganizme, poput bakterija i protozoa.
Leeuwenhoekovi mikroskopi bili su jednostavni uređaji s jednom lećom poznati kao "jednostavni mikroskopi" ili "Leeuwenhoekovi mikroskopi". Ovi mikroskopi sastojali su se od sićušne staklene kugle visoke kvalitete postavljene na metalnu ploču, s uzorkom postavljenim na vrh igle. Pažljivim podešavanjem udaljenosti između uzorka i leće, Leeuwenhoek je postigao povećanja do 270 puta.
Razvoj i usavršavanje mikroskopa nastavili su se stoljećima, uz doprinose drugih značajnih znanstvenika poput Roberta Hookea i Ernsta Abbea. Hookeova knjiga "Micrographia" objavljena 1665. prikazuje njegova zapažanja pomoću mikroskopa i popularizira upotrebu mikroskopa u znanstvenom istraživanju.
Danas su mikroskopi postali nezamjenjiv alat u raznim područjima, uključujući biologiju, medicinu, znanost o materijalima i nanotehnologiju. Razvili su se u vrlo napredne instrumente koji mogu postići nevjerojatno visoke razine povećanja i razlučivosti, omogućujući znanstvenicima da istražuju zamršene detalje mikroskopskog svijeta.