Un microscopio ottico funziona come un telescopio a rifrazione, tranne che l'oggetto è molto vicino all'obiettivo. Un oggetto da studiare, per esempio un organismo così piccolo da sembrare solo un puntino, viene messo su un vetrino, che di solito è un pezzo di vetro piatto. I fermi sul palcoscenico piatto del microscopio tengono il vetrino in posizione. Il palcoscenico può essere regolato per aggiungere più luce. Si muove anche per permettere ai diversi strati dell'oggetto di essere a fuoco. L'utente guarda attraverso l'oculare del microscopio. Uno specchio nella parte inferiore del microscopio riflette i raggi di luce fino all'oggetto attraverso un foro nel palco. Le lenti dell'obiettivo ingrandiscono l'immagine che viene resa ancora più grande quando viene vista attraverso le lenti dell'oculare. Alcuni microscopi luminosi sono in realtà delle macchine fotografiche digitali, fatte per fotografare piccole cose ma senza oculare.
Molti microscopi, spesso usati nelle università e nelle scuole superiori, hanno normalmente un ingrandimento superiore di 40x con l'opzione di avere 4x e 8x. Questo permette al microscopio di mostrare cellule di base e altri oggetti. Altri possono ingrandire centinaia di volte, o migliaia.
