Los antiguos habitantes del planeta observaron que una gota de agua y materiales curvos transparentes, amplificaban el tamaño de las imágenes de los objetos, sin embargo aún no contaban con los medios tecnológicos y científicos para comprender y hacer uso de tal fenómeno, y así poder desarrollar una tecnología en su beneficio. Fue hasta el siglo XVII cuando se iniciaron las primeras experiencias con artefactos de vidrio en forma de lenteja, dándoles por ello el nombre de lentes. Con éstos observaban un aumento en la imagen de los objetos, fenómeno que fue muy apreciado por diversos comerciantes, tales como joyeros y mercaderes de tejido con la finalidad de observar la calidad de los productos. Fue Galileo Galilei (1564-1662) al primero a quien se le acreditó el uso científico de las lentes al hacer observaciones astronómicas.

Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723), trabajando en un negocio de tejidos, se interesó por el aspecto que tenían las cosas cuando las veía bajo aumento y comenzó a trabajar en el tallado de los vidrios para mejorar las imágenes que observaba, logrando amplificar hasta 270 veces. Diversos tipos de materiales pasaron por sus microscopios (musgos, leche, agua, abejas, etc.), siendo el primero en observar (1675) los infusorios (microorganismos observados en aguas estancadas). Sus instrumentos cobraron fama y se convirtieron en un gran atractivo para la gente, incluyendo reyes.

Uno de los descubrimientos más importantes y de gran impacto en la historia de observación biológica y médica se produce en 1665, cuando Robert Hook, utilizando un microscopio óptico rudimentario, reportó que todos los seres vivos están formados por unidades estructurales de vida a las que llamó "celdas" o "células".

Mientras, descubrimientos similares con el uso del microscopio óptico se iban dando a conocer, paralelamente se fue desarrollando la teoría de la óptica, destacando el trabajo desarrollado por Christiaan Huygens (1629-1695), científico que construyó instrumentos mucho más poderosos que los de Galilei, obteniendo imágenes más nítidas con un nuevo método de pulido de lentes. Logró construir un refractor de 70 metros de distancia focal y abertura de sólo 23 centímetros. A diferencia del microscopio de Kepler que consistía en una lente simple plano-convexa, el ocular de Huygens tenía dos lentes plano-convexas, una de mayor diámetro y distancia focal o lente de campo y una segunda de menor diámetro y de distancia focal igual a la mitad de la lente de campo, llamada “lente de ojo”. Entre sus desarrollos científicos destaca el principio que lleva su apellido, el cual establece que todo punto de un frente de ondas que avanza, actúa como una fuente de nuevas ondas. Si se conoce el estado de un frente de ondas en un instante, se puede explicar su avance. A partir de este principio se desarrolló la teoría ondulatoria de la luz. En su obra más conocida, "El Tratado de la Luz", enunció los principios de la reflexión y refracción de la luz, marcando el inicio de una nueva era en el estudio de la óptica (Lanfranconi, 2001; Radl 1988).

Otros grandes científicos que aportaron mucho a la humanidad por sus observaciones en el microscopio, pero que sería muy extenso describir en detalle sus contribuciones fueron: Jan Swammerdam (reportó que la sangre no es un líquido uniforme y que estaba compuesta de corpúsculos que dan su color rojo); Marcelo Malpighy (descubrió que las arterias y las venas se hallaban unidas por una red de vasos, conocidos ahora como capilares). Como se puede apreciar, los primeros grandes descubrimientos científicos que se realizaron con la ayuda de un microscopio fueron en el área biológica y médica.