จุลินทรีย์เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กมากที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ต้องใช้กล้องจุลทรรศน์เพื่อดูสิ่งเหล่านี้ กล้องจุลทรรศน์เป็นอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยเลนส์ต่างๆ ที่ขยายวัตถุและสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กมากเพื่อให้ศึกษาลักษณะเฉพาะของพวกมันได้ง่ายกล้องจุลทรรศน์ตัวแรกถูกประดิษฐ์ขึ้นในศตวรรษที่ 17 ในรูปแบบของเครื่องเลนส์เดียว ตั้งแต่นั้นมาก็มีความซับซ้อนมากขึ้นตามความต้องการในการใช้งาน

กล้องจุลทรรศน์สมัยใหม่ประกอบด้วยเลนส์หลายตัว โดยกล้องจุลทรรศน์บางรุ่นมีความสามารถในการขยายวัตถุได้ถึงหนึ่งล้านเท่าของขนาดจริงแต่กล้องจุลทรรศน์ดังกล่าวเป็นอุปกรณ์พิเศษที่ใช้ในห้องปฏิบัติการวิจัยและพัฒนาระดับไฮเอนด์กล้องจุลทรรศน์แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนใช้การส่งสัญญาณหรือการสแกน

คือ กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงและกล้องจุลทรรศน์แบบอิเล็กตรอน กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงใช้แสงส่องตัวอย่างภายใต้การขยาย กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงมีสี่ประเภทที่แตกต่างกัน ได้แก่ ฟิลด์สว่าง ฟิลด์มืด คอนทราสต์ของเฟส และฟลูออเรสเซนต์ กล้องจุลทรรศน์ในห้องปฏิบัติการธรรมดาเป็นตัวอย่างของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงในทางกลับกัน กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนใช้การส่งสัญญาณหรือการสแกนเพื่อขยายและตรวจจับวัตถุ เหล่านี้เป็นสองประเภทที่แบ่งกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนทั้งหมดใช้อิเล็กตรอน

แทนคลื่นแสงเพื่อให้แสงสว่างแก่วัตถุภายใต้การขยายแม้ว่ากล้องจุลทรรศน์โดยทั่วไปจะเปลี่ยนรูปไปแล้ว แต่กล้องจุลทรรศน์ในห้องปฏิบัติการยังคงเป็นอุปกรณ์ที่เรียบง่าย กล้องจุลทรรศน์ในห้องปฏิบัติการทั่วไปเป็นแบบง่ายๆ ประกอบด้วยชิ้นตาหนึ่งหรือสองชิ้น รองรับเลนส์ใกล้วัตถุ 3-4 ตัวที่มีกำลังขยายต่างกัน กล้องจุลทรรศน์ในห้องปฏิบัติการปกติมีความสามารถในการขยายวัตถุจาก 5 เท่าถึงประมาณ 100 เท่าของขนาดเดิม กำลังขยายนี้เพียงพอที่จะส่องไปยังวัตถุและสิ่งมีชีวิตที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่าโดยทั่วไปกล้องจุลทรรศน์เหล่านี้ยังมีเลนส์แช่น้ำมัน

เนื่องจากแบคทีเรียและไวรัสมีขนาดที่เล็กกว่ากำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์

ซึ่งกำลังขยายผ่านเลนส์ที่แช่อยู่ในน้ำมัน ใช้น้ำมันพิเศษร่วมกับเลนส์เพื่อให้ได้กำลังขยายพิเศษถึง 100 เท่า น้ำมันและเลนส์แก้วมีดัชนีการหักเหของแสงเท่ากันเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีการสูญเสียแสงเนื่องจากการหักเหของแสงกล้องจุลทรรศน์ในห้องปฏิบัติการที่ใช้โดยห้องปฏิบัติการทางการแพทย์ที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ของเหลวในร่างกายมีความแตกต่างกันบ้าง กล้องจุลทรรศน์เหล่านี้มีกำลังขยายสูงกว่า กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงเนื่องจากแบคทีเรียและไวรัสมีขนาดที่เล็กกว่ากำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์ในห้องปฏิบัติการทั่วไป ห้องปฏิบัติการหลายแห่ง

ยังใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเพื่อตรวจจับสิ่งมีชีวิตเหล่านี้กล้องจุลทรรศน์ในห้องปฏิบัติการมีประวัติอันยาวนานและรุ่งโรจน์ นักวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดบางคนและการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีมาเกิดขึ้นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ในห้องปฏิบัติการทั่วไป ตัวอย่างนี้คือการค้นพบเพนิซิลินโดยอเล็กซานเดอร์ เฟลมมิง ซึ่งพบสารนี้โดยบังเอิญเมื่อมันติดเชื้อและปนเปื้อนในการทดลองของเขา