Mikroskopo kilmę galima atsekti XVI a. Nors didinimo ir lęšių sąvoka buvo žinoma šimtmečius, būtent per tą laiką buvo padaryta didelė pažanga kuriant optinius prietaisus, skirtus mažiems objektams didinti.
Sudėtinio mikroskopo, kuriame objektams padidinti naudojami keli lęšiai, išradimo nuopelnas dažnai priskiriamas olandų mokslininkui Zachariasui Janssenui. Apie 1590 metus Janssenas ir jo tėvas Hansas Janssenas, kurie buvo akinių gamintojai, sukonstravo mikroskopą į vamzdelį įdėję kelis lęšius. Šis ankstyvasis mikroskopas buvo reikšmingas proveržis, nes jis leido padidinti padidinimą ir didesnį aiškumą, palyginti su ankstesniais didinimo įrenginiais.
Hanso ir Zachariaso Janssenų mikroskopas turėjo apribojimą, nes jis patyrė chromatinę aberaciją, kai skirtingos spalvos buvo sufokusuotos skirtinguose taškuose, todėl vaizdai buvo neryškūs. Į šį apribojimą vėliau atkreipė dėmesį kitas olandų mokslininkas Antonie van Leeuwenhoek. XVII amžiaus pabaigoje Leeuwenhoekas patobulino mikroskopo dizainą ir sukūrė savo galingus lęšius. Jis pasiekė nepaprastą padidinimą ir pirmasis, naudodamas savo mikroskopus, stebėjo ir dokumentavo mikroorganizmus, tokius kaip bakterijos ir pirmuonys.
Leeuwenhoek mikroskopai buvo paprasti ir vieno lęšio prietaisai, žinomi kaip "paprasti mikroskopai" arba "Leeuwenhoek mikroskopai". Šiuos mikroskopus sudarė maža aukštos kokybės stiklinė sfera, pritvirtinta ant metalinės plokštės, o mėginys buvo uždėtas ant adatos galo. Kruopščiai reguliuodamas atstumą tarp bandinio ir objektyvo, Leeuwenhoek padidino iki 270 kartų.
Mikroskopų kūrimas ir tobulinimas tęsėsi šimtmečius, prisidėjo ir kiti žymūs mokslininkai, tokie kaip Robertas Hukas ir Ernstas Abbe. 1665 m. išleistoje Hooke'o knygoje „Micrographia“ buvo pristatyti jo stebėjimai naudojant mikroskopus ir išpopuliarintas mikroskopų naudojimas moksliniuose tyrimuose.
Šiandien mikroskopai tapo nepakeičiamais įrankiais įvairiose srityse, įskaitant biologiją, mediciną, medžiagų mokslą ir nanotechnologijas. Jie išsivystė į labai pažangius instrumentus, galinčius pasiekti neįtikėtinai aukštą padidinimo ir skiriamosios gebos lygį, leidžiančius mokslininkams ištirti sudėtingas mikroskopinio pasaulio detales.