Об'єктив мікроскопа являє собою складну оптичну систему, яка включає фронтальну лінзу і набір внутрішніх лінз. Якість зображення безпосередньо залежить від складності оптичної системи. Загальна кількість лінз в складному об'єктиві може доходити до 14.
Фронтальна лінза забезпечує побудову зображення, визначає робоча відстань і числову апертуру об'єктива. Набір внутрішніх лінз дає необхідне збільшення, фокусна відстань, якість зображення, визначає висоту об'єктива і довжину тубуса.
Крім того, різні комбінації лінз дозволяють уникнути таких недоліків оптичних систем як хроматична і сферична аберація, викривлення площині зображення, астигматизм.
Характеристики системи лінз відображаються на корпусі об'єктива і включають в себе розрахункове якість зображення, параметричні і конструктивно - технологічні ознаки, а також методи дослідження та контрастування при якому застосовуються дані об'єктиви.
Розрахунковому якості об'єктиви поділяються на ахроматичними, апохроматичні, об'єктивами плоского поля (планоб'ектіви).
Ахроматические об'єктиви. Такі об'єктиви виправляють аберації двох хвиль - червоного і фіолетового спектру. Червоний промінь заломлюється менше фіолетового, внаслідок цього краю зображення стають пофарбованими. Крім того, подібні системи лінз частково усувають сферичну аберацію, кому (одна з аберації оптичних систем), астигматизм і сферохроматічеськая аберацію.
Об'єктиви розраховані на застосування в спектральному діапазоні 486 - 656 нм. Зображення досліджуваного об'єкта має кілька синювато - червонуватий відтінок. Маркується літерами «Achr» (Achromat).
Апохроматичні об'єктиви. Дані об'єктиви виправляють аберації трьох світлових хвиль. Усувається сферична аберація (світлові промені, що пройшли у країв лінзи, сходяться в іншій точці, ніж промені, що пройшли ближче до її центру), кома, астигматизм.
Дані об'єктиви розраховані на застосування в широкій спектральній області, дають чітке зображення і досить чітко передають колір об'єкта. Маркуються буквами «Аpo» (Аpochromat).
Існує цілий ряд об'єктивів з проміжними характеристиками - полуапохромати, які носять назву мікрофлюари. Маркуються буквами Microfluar, Neofluar, NPL, Fluotar.
Планоб'ектіви. Даний об'єктив оснащений системою мікролінз, яка виправляє кривизну зображення по всьому полю, що забезпечує різке зображення досліджуваного об'єкта. Планоб'ектіви, які додатково виправляють хроматичні аберації, звуться планахромати або планапохроматов. Відповідно об'єктиви маркуються - Plan, Plan-Apo, Plan-Achr, Achroplan.
Крім того існує цілий ряд об'єктивів здійснюють оптичну корекцію по одному або декільком параметрам. Маркування «Achrostigmat» позначає, що система лінз усуває астигматизм (розмите зображення внаслідок похилого падіння світлового променя) і хроматичні аберації. Маркування "Plan-Neofluar" позначає, що акцент при конструюванні оптичної системи був зроблений на корекції викривленої площини і хроматичної аберації.
Одним з параметрів, який відображається на об'єктиві мікроскопа є ступінь збільшення. Розрізняють об'єктиви малих збільшень - до 10х, середні - до 50-х, великих - більше 50х, і понад великих збільшень - понад 100х. Ступінь збільшення, звичайно, відбивається в перших цифрах маркування об'єктива.
Грунтуючись на збільшувальною здатності об'єктива, окуляра, проміжних лінз (необхідно помножити все вище перераховані величини) можливо визначити приблизну збільшувальну характеристику мікроскопа.
За ступенем збільшення слід числова апертура об'єктива, яка залежить від кутової апертури і показника заломлення середовища, що знаходиться між фронтальною лінзою і препаратом. Даний показник відображає роздільну здатність мікроскопа, тобто мінімальна відстань на якому мікрооптичні система може відрізнити дві точки.
Розрізняють об'єктиви малих - до 0, 25, середніх - до 0,65 і великих числових апертур -більш 0,65. Також існують об'єктиви зі збільшеними числовими апертурами для корекції оптичних аберацій і спеціальних методів дослідження.