Oprindelsen af mikroskopet kan spores tilbage til det 16. århundrede. Selvom begrebet forstørrelse og linser havde været kendt i århundreder, var det i løbet af denne tid, at der blev gjort betydelige fremskridt i udviklingen af optiske instrumenter til at forstørre små objekter.
Æren for at opfinde det sammensatte mikroskop, som bruger flere linser til at forstørre objekter, gives ofte til den hollandske videnskabsmand Zacharias Janssen. Omkring år 1590 konstruerede Janssen og hans far Hans Janssen, som var brillemagere, et mikroskop ved at placere flere linser i et rør. Dette tidlige mikroskop var et betydeligt gennembrud, da det gav mulighed for højere forstørrelse og forbedret klarhed sammenlignet med tidligere forstørrelsesanordninger.
Hans og Zacharias Janssens mikroskop havde en begrænsning ved, at det led af kromatisk aberration, hvor forskellige farver ville fokusere på forskellige punkter, hvilket resulterede i slørede billeder. Denne begrænsning blev senere behandlet af en anden hollandsk videnskabsmand, Antonie van Leeuwenhoek. I slutningen af det 17. århundrede forfinede Leeuwenhoek designet af mikroskopet og udviklede sine egne kraftfulde linser. Han opnåede bemærkelsesværdig forstørrelse og var den første til at observere og dokumentere mikroorganismer, såsom bakterier og protozoer, ved hjælp af sine mikroskoper.
Leeuwenhoeks mikroskoper var simple og enkelt-linse enheder kendt som "simple mikroskoper" eller "Leuwenhoek mikroskoper." Disse mikroskoper bestod af en lillebitte glaskugle af høj kvalitet monteret på en metalplade med prøven placeret på spidsen af en nål. Ved omhyggeligt at justere afstanden mellem prøven og linsen opnåede Leeuwenhoek forstørrelser på op til 270 gange.
Udviklingen og forfining af mikroskoper fortsatte gennem århundreder med bidrag fra andre bemærkelsesværdige videnskabsmænd som Robert Hooke og Ernst Abbe. Hookes bog "Micrographia" udgivet i 1665 viste hans observationer ved hjælp af mikroskoper og populariserede brugen af mikroskoper i videnskabelig forskning.
I dag er mikroskoper blevet uundværlige værktøjer inden for forskellige områder, herunder biologi, medicin, materialevidenskab og nanoteknologi. De har udviklet sig til meget avancerede instrumenter, der er i stand til at opnå utroligt høje niveauer af forstørrelse og opløsning, hvilket gør det muligt for forskere at udforske de indviklede detaljer i den mikroskopiske verden.