使用無限遠光學系統的顯微鏡主要由物鏡、管鏡和目鏡組成。標本經物鏡和管鏡放大后，形成放大倒立的實象；實象經目鏡再次放大后，形成放大的虛象。

標本（AB）在物鏡（Lo）焦點上，通過物鏡（Lo）和管鏡（Le）在象方形成放大倒立的實象（A’B’）；靠近人眼一方的目鏡（Le）對中間象（A’B’）再次放大，在明視距離（對人眼來說約為250mm）處形成一個虛象(A”B”)。

人眼通過顯微鏡所觀察到的象就是一個被放大了的虛象A”B”。

與生物顯微鏡不同，工業顯微鏡多用于觀察非透明的樣品，因此主要采用反射照明，主機機身上搭載有反射照明器。觀察方式主要包括：明視場、暗視場、微分干涉、偏光、熒光等。