光学显微镜中最重要的组成部分，因为它们是负责初级图像形成和在确定所述显微镜能够产生的图像的质量方面发挥中心作用。 物镜也是确定特定样本的放大倍率和下细标本细节可以在显微镜观察分辨率工具。
物镜是光学显微镜的最困难的组件设计和组装，并且是光遇到，因为它从检体到像平面进入的个组件。物镜从一个事实，即它们获得他们名，由接近度，被成像最接近分量的对象 （检体）。
主要的显微镜制造商提供范围广泛的物镜设计，该产品采用的光照条件很宽谱下优异的光学特性和初级光学像差提供不同程度的修正的。 在图1所示的物镜是一个250倍工作距离长复消色差透镜，它包含被胶合在一起为三组透镜双峰，透镜三重峰组，和三个独立的内部单元素透镜14的光学元件。 物镜还具有一个半球形前透镜和弯月第二透镜，其工作同步，以协助在高数值孔径具有最小球面象差的捕获光线。 尽管不存在于该物镜，类似的设计的许多高倍率物镜配备有保护从碰撞损坏前透镜元件和所述检体的弹簧加载伸缩鼻锥组件。内部透镜元件仔细取向和致密成由物镜镜筒包封的管状黄铜外壳。 特定物镜的参数，如数值孔径，倍率，光学管的长度，像差校正的程度，和其它重要特性印迹或刻在筒的外部部分。 虽然在图1中功能的物镜旨在控制利用空气作为物镜前透镜和标本之间的成像介质，其它的物镜有前透镜元件允许它们被浸渍在水，甘油，或一个专门的烃基油。
现代的物镜，组成了无数内部玻璃镜片元件，均达到质量和性能的高境界，具有修正为程度像差和场的平整度确定一个物镜的有用性和成本。 用于制造物镜建筑技术和材料在过去的100年中有很大提高。 现在，物镜是设计为使用具有高度特异性的折射率均匀成分和质量的先进的稀土元素的玻璃配方计算机辅助设计（CAD）系统的协助。 正在使用这些先进的技术，展示了增强的性能使得制造商能够生产出在分散很低，校正最常见的光学工件，例如彗差，像散，几何失真，场曲，球差和色差的物镜。 不仅是现在校正像差更在更广泛的领域显微镜物镜，但是图像耀斑已经与透光大幅增加已大大减少，产生了显着的是明亮，锐利，清晰的图像。
物镜的三个关键设计特点设置在显微镜的最终分辨率极限。 这些包括用于照亮试样的光的波长，由物镜所捕获的光锥的角孔，并在物镜的前透镜和标本之间的对象空间的折射率。 为受衍射限制的光学显微镜的分辨率可被描述为两个紧密间隔开的样本点之间的最小可检测的距离：
R =λ/ 2N（SIN（θ））其中R是间隔距离，λ是照射波长，n是所述成像介质的折射率，θ是物镜的孔径角的一半。 在检查方程，很明显的，分辨率是成正比的照明波长。 人眼响应400和700纳米之间的波长区域，其表示被用于大多数显微镜观察的可见光光谱。 分辨率也取决于成像介质和物镜孔径角的折射率。 物镜旨在图像标本或者与空气或前透镜和试样之间更高的折射率的介质。 视场往往是相当有限的，并且物镜的前透镜元件被放置在靠近与它必须位于光学接触的样品。 当浸油代替空气作为成像介质获得由大约1.5倍于分辨率A的增益。
在确定物镜的分辨率的最后，但也许最重要的是，因素是孔径角，其具有约72度的实用上限（具有0.95的正弦值）。 当与折射率相结合，该产品：
N（SIN（θ））被称为数值孔径（简称NA），并且提供了分辨率为任何特定的物镜的一个方便的指示器。 数值孔径通常是最重要的设计标准（比光学校正等）选择一个显微镜物镜时要考虑的。 值的范围从0.1非常低倍率的物镜（1倍至4倍），以高达1.6利用专门的浸泡油高性能的物镜。 作为数值孔径值增加了一系列的相同的放大倍率的物镜，我们通常观察更大的聚光能力和分辨率增加。 该显微镜应慎重选择物镜放大倍率，这样一来，在情况下，这只是解决细节应充分扩大与舒适的观看，但不能向空的放大倍率妨碍精标本细节的观察点。
只是作为照明的在显微镜的亮度是由聚光镜的工作数值孔径的平方管辖，由物镜产生的图像的亮度是由它的数值孔径的平方确定。 此外，物镜放大倍数也起着决定图像的亮度，这是成反比的横向放大率的平方的作用。 当与传输照明用的数值孔径/放大比的平方表示物镜的聚光能力。 由于高数值孔径的物镜往往是更好的了像差校正，他们还收集更多的光线，并产生更明亮，更校正的图像的高度解决。 应当注意的是，图像的亮度急剧减小作为放大率增大。 在光平是一个限制因素的情况下，选择具有数值孔径的物镜，但具有能够产生足够的分辨率的倍率。
的（和最常见的）物镜，在大多数实验室显微镜的使用，是消色差物镜。 ，其被带入一个单一的共同焦点;这些物镜在两个波长（约486和656毫微米，分别蓝色和红色），校正轴向色差。 此外，消色差物镜是在颜色为绿色球面像差校正（546纳米;见表1）。 的消色差物镜有限的修正可能导致重大的工件时，进行检查，并与色彩显微镜和显微摄影成像标本。 如果焦点在光谱的绿色区域选择，图像将具有红品红卤代（通常称为残留色 ）。 消色差物镜产生了的结果通过一个绿色过滤器光（通常是干扰过滤器 ），并使用时，这些物镜被用于显微摄影黑白胶片。 缺乏校正场（或平整的场曲 ），进一步阻碍了消色差物镜。 在过去的几年中，大多数厂商已经开始提供的消色差物镜平场改正，并给予这些修正物镜平场复消色差的名称。
校正和成本的下一个更别的物镜称为萤石 或半复消色差（图2中由中心的物镜所示），命名为萤石矿产，它最初是在其结构中使用发现。 图2描绘的物镜的三大类：与校正量最少的消色差透镜，如上所述; 具有附加的球面校正的萤石（或半复消色差）; 并且，可用的度校正的物镜的复消色差。 定位在最左边的图2中的物镜是10倍的消色差，它包含两个内部透镜双峰和前透镜元件。 在图2中的中央示出为具有几个透镜组包括两个双峰和三峰，除了半球形前透镜和次级弯月形透镜10倍的萤石的物镜。 在图2中的右边是一个10倍的复消色差透镜的物镜还包含多个透镜组和单元素。 尽管在结构上萤石物镜相似时，透镜具有不同的曲率和厚度，以及被安排在一个配置中是的复消色差透镜的物镜。
