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È questa la disposizione del microscopio composto, e del canocchiale astronomico. il primo (il cui nome deriva da mikros, piccolo, e skopeo guardo) differisce dal microscopio semplice in questo che per la lente, a cui si applica l'occhio, e che però è detta oculare, non si guarda direttamente l'oggetto, ma la sua imagine reale prodotta da un'altra lente, dinanzi alla quale è posto l'oggetto, e la quale per ciò viene chiamata oggettiva. Sia infatti (fig.51.) un oggetto (LL') posto a piccola distanza, maggiore per altro della focale principale, da una piccola lente (M) oggettiva; e se ne otterrà un'imagine (in ab) reale, capovolta, distante dalla lente molto più dell'oggetto, ed ingrandita. Al di là dunque di questa imagine si collochi un'altra lente (N), in guisa che la distanza (OF) della imagine dalla lente (N) sia minore della focale principale della stessa (N), che è la oculare. Si formerà dalla parte medesima della imagine (ab) (che per la oculare tiene le veci dell'oggetto) un'imagine (AB) virtuale, diritta colla prima (ab), capovolta rispetto all'oggetto (LL'), più lontana e più grande della prima (24. II. 4a) Ma i raggi divergenti (e tali sono gli emergenti da N) sono efficaci per la visione.
Dunque con un occhio collocato dietro l'oculare (in o) si vedrà l'oggetto (LL') mutato in una grande imagine (AB). Poichè per altro ad ogni ingrandimento risponde una diminuzione nella intensità della luce, così è che in un microscopio composto (fig. 53.) diviene maggiormente necessario d'illuminare energicamente gli oggetti trasparenti (O') con uno specchietto concavo (SS'), e gli opachi con una lente (H). Tanto più che l'oggettivo (E) può essere composto esso pure, ossia può costare di due o di tre lentine convergenti per combinarle in diverse maniere, ed ottenerne diversi ingrandimenti.
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