Un microscopio óptico produce una imagen virtual aumentada de uma muestra gracias a un conjunto de lentes del que se compone el objetivo y de un conjunto de lentes (generalmente dos) del que se compone el ocular. Si se quisiera construir un microscopio elemental bastaría utilizar una lente convergente como objetivo y otra lente, también convergente, como ocular. Sin embargo, en la práctica, los fabricantes de microscopios construyen los objetivos y los oculares utilizando varias lentes de manera que puedan corregirse las aberraciones ópticas. En cualquier caso el conjunto de lentes que compone el objetivo puede sustituirse, a la hora de realizar cálculos, por una lente convergente de distancia focal F1, y el conjunto de lentes que compone el ocular puede sustituirse por una lente convergente de distancia focal F2.
El cálculo gráfico lo realizaremos a continuación utilizando el método de la óptica geométrica. Se consideran dos rayos de luz para cada lente equivalente, que siguen la dirección del vector de Pointing, y que parten desde la muestra , uno en dirección paralela al eje óptico y el otro en dirección al centro de la lente que tenga delante. El rayo paralelo converge al foco que le corresponda tras atravesar la lente y el rayo que atraviesa el centro de la lente no se desvía.
Tras atravesar la lente equivalente del ocular, se registra, en la retina del ojo humano, la imagen virtual aumentada de la muestra.
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