顯微鏡之所以能將被檢物體進(jìn)行放大，是通過透鏡來實(shí)現(xiàn)的。單透鏡成像具有像差，嚴(yán)重影響成像質(zhì)量，因此顯微鏡的主要光學(xué)部件都由透鏡組合而成。從透鏡的性能可知，只有凸透鏡才能起放大作用，而凹透鏡則不行。顯微鏡的物鏡與目鏡雖都由透鏡組合而成，相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡。顯微鏡的成像原理就是利用上述3和5的規(guī)律把物體放大的。當(dāng)物體處在物鏡前F-2F（F為物方焦距）之間，則在物鏡像方的二倍焦距以外形成放大的倒立實(shí)像。

這樣的光孔稱為光闌：前者稱孔徑光闌或有效光闌；后者稱視場光闌。任何光學(xué)系統(tǒng)必定存在這樣二個(gè)光闌。主光線就是子午平面與弧矢平面的交線。由于主光線要經(jīng)系統(tǒng)各個(gè)表面的折射、反射而改變其方向，所以，弧矢平面也逐面發(fā)生變化而不是一個(gè)統(tǒng)一的平面。理想光學(xué)系統(tǒng)具有下述性質(zhì)：①交于物點(diǎn)的所有光線經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后，出射光線均交于像點(diǎn)。反之亦然。這一對物像可互換的點(diǎn)稱為共軛點(diǎn)。②物方的每條直線對應(yīng)像方的一條直線稱共軛線；相對應(yīng)的面稱共軛面。

滿足一系列要求的實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)往往不是幾個(gè)透鏡的簡單組合，而由一系列透鏡、曲面反射鏡、平面鏡、反射棱鏡和分劃板等多種光學(xué)零件組成，并且要通過合理設(shè)置光闌、精細(xì)校正像差和恰當(dāng)確定光學(xué)零件的橫向尺寸等手段才能得到合乎需要的高質(zhì)量系統(tǒng)。任何垂直于光軸的平面，其共軛面仍與光軸垂直。對垂直于光軸的一對共軛平面，橫向放大率為常量。研究理想光學(xué)系統(tǒng)上述物像兩方一一對應(yīng)關(guān)系的理論稱為高斯光學(xué)。由于光學(xué)系統(tǒng)的軸對稱性，軸上點(diǎn)光束無需區(qū)分子午光束與弧矢光束，軸外點(diǎn)光束則一定是對子午平面對稱的。

包含軸外物點(diǎn)和光軸的平面稱為子午平面。由于光學(xué)系統(tǒng)的軸對稱性質(zhì)，軸外物點(diǎn)總可取在作圖平面上，即紙平面就是子午平面。位于子午平面上的光束稱為子午光束。高斯光學(xué)中把具體的光學(xué)系統(tǒng)抽象概括成由基點(diǎn)和基面組成的系統(tǒng)，物距、像距及焦距均以兩個(gè)主點(diǎn)為基準(zhǔn)計(jì)算。物點(diǎn)Q和物方焦點(diǎn)F至物方主點(diǎn)H的距離s和f分別為物距和物方焦距；像方主點(diǎn)H'至像點(diǎn)Q'和像方焦點(diǎn)F'的距離分別為像距s'和像方焦距f'。物點(diǎn)的成像光束是一個(gè)以物點(diǎn)為頂點(diǎn)，以入射光瞳為底的空間光錐。此光束經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)以后，其結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，對于軸對稱光學(xué)系統(tǒng)（絕大多數(shù)系統(tǒng)屬這一類），軸上點(diǎn)光束總具有對稱性質(zhì)，但軸外點(diǎn)光束經(jīng)系統(tǒng)后失去對稱。