光學(xué)顯微鏡的分辨極限大約是0.2微米，相當(dāng)于放大倍數(shù)1500~2000倍；要想實(shí)現(xiàn)更大的放大倍數(shù)，就得使用電子顯微鏡或者隧道掃描顯微鏡。
放大鏡可以使光線重新聚焦，從而實(shí)現(xiàn)放大效果，使用放大鏡的組合可以得到光學(xué)顯微鏡；光學(xué)顯微鏡的極限受波長限制，不可能無限放大。
一般地，固定波長的光學(xué)顯微鏡分辨極限，是光線波長的一半，可見光波長400~760nm之間，所以光學(xué)顯微鏡的分辨極限就是200nm（0.2微米）。小于0.2微米的物體，光學(xué)顯微鏡將無法分辨，就好比人手的觸感分辨率，不能超過觸感細(xì)胞之間的小距離一樣。
而放大倍數(shù)是主觀的說法，定義為明視距離25cm時(shí)，人眼看到的物體大小和實(shí)際大小的比值，光學(xué)顯微鏡0.2微米的分辨率，相當(dāng)于放大倍數(shù)1500~2000倍，這足夠讓我們看清楚一般細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。
如果我們使用波長更短的電磁波，可以實(shí)現(xiàn)更大的放大倍數(shù)，但是這已經(jīng)超出了可見光的波長范圍；在1931年，英國物理學(xué)家盧斯卡發(fā)明了電子顯微鏡，根據(jù)波粒二象性原理，電子束具有更短的德布羅意波波長，所以能實(shí)現(xiàn)更小的分辨率。
電子的加速電壓和自身波長對應(yīng)，當(dāng)電壓在100千伏時(shí)，電子束波長大約是0.004nm（實(shí)際分辨率只能達(dá)到0.2nm），也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于可見光的波長，所以電子顯微鏡的分辨極限遠(yuǎn)超光學(xué)顯微鏡，大可以實(shí)現(xiàn)300萬倍的放大倍率，可以分辨病毒、線粒體、dna等微小物體。