显微镜是通过透镜组合来观察微小物体的光学设备。它的基本原理是通过两次放大：首先用一个倍率很高的凸透镜将物体放大成倒立的实像，然后用另一个高倍凸透镜进一步放大成虚像。这两个凸透镜都是组合式镜片，并非单一凸透镜。显微镜的物镜焦距很短，目镜焦距较长，放大倍数是物镜和目镜倍率的乘积。由于观察对象很小且距离近，透镜的组合设计非常讲究。
减焦镜和夜视望远镜的原理是什么？
夜视望远镜主要有两种类型。微光夜视镜通过放大微弱的环境光来成像，但在完全黑暗的环境中无法工作。市面上一些几百元的微光镜效果很差，基本是假冒产品。另一种是红外夜视望远镜，这才是真正的军用夜视设备。红外夜视镜又分为主动式和被动式两种。主动式夜视镜会发射红外线照射物体再接收反射光，类似于手电筒；被动式则放大物体自身发出的红外线并转化为可见光。被动红外夜视镜需要有红外源（如生物、车辆、火焰等）才能工作，而主动红外夜视镜在任何情况下都能成像。
减焦镜和增倍镜是两种不同的镜头附件。增倍镜使用凹透镜组将画面局部放大，从而覆盖感光元件，这会导致单位面积光强减弱，光圈读数增大。例如，F2.8的镜头加上1.4倍增倍镜后最大光圈会降到F4，加上2倍增倍镜会降到F5.6。而减焦镜则相反，它通过凹透镜组将大面积画面聚焦在小面积感光元件上，类似于用放大镜聚焦阳光点火柴。这样单位面积光强增加，光圈读数减小，但景深不会改变，只是增加了进光量。
如果想要在完全无光的环境下看清物体，只能选择军用主动红外望远镜。不过价格可能比较昂贵，俄罗斯产的相对便宜且质量不错。其中中低档的猫头鹰牌主动红外夜视望远镜，俄罗斯政府的采购价是4800元人民币，在中国市场上购买价格应该在6000元以上。如果遇到低于5000元的主动红外夜视望远镜，很可能存在质量问题，建议不要购买。
变倍望远镜的光学结构比定倍的更复杂，但这并不意味着它的成像质量一定差。实际上，使成像变差的主要是成本因素。多数双筒望远镜的变倍效果不好，是因为厂商投入的成本较低。要达到与定倍望远镜相同的像质，变倍望远镜需要更高的制造成本。因此，对于一般用户来说，定倍目镜的望远镜更为合适，所谓“变倍双筒望远镜效果都很差”的说法在资金有限的情况下是成立的。
天文望远镜与显微镜正好相反，它是用来观测遥远天体的光学设备。天文望远镜的目镜焦距很短，而物镜焦距很长，这样才能看清极远的物体。由于观察目标在无限远处，天文望远镜可以采用折射式或反射式设计。它的放大倍率同样是物镜和目镜倍率的乘积。虽然原理看似简单，但高端天文望远镜的制造非常复杂，例如镜面打磨就是一项关键技术，这也是望远镜价值所在。