物镜作为光学系统的 “核心成像单元”，直接决定显微镜的分辨率、放大能力与测量精度。它的核心参数包括数值孔径（NA）和工作距离：数值孔径越大，分辨率越高，能分辨的样品细节越细微，例如高倍物镜（40×、100×）的数值孔径通常在 0.65-1.4 之间，可清晰呈现微米级甚至纳米级结构；而工作距离则与放大倍数成反比，高倍物镜工作距离极短（如 100× 物镜工作距离约 0.13mm），需搭配精密调焦系统避免损伤样品，低倍物镜（4×、10×）工作距离可达 5-10mm，更适合观察体积较大或表面不平整的工业样品，如机械零件的磨损痕迹、电子元件的引脚结构等。此外，物镜的色差校正能力也至关重要，物镜通过复消色差设计，可消除不同波长光线的成像偏差，确保测量时样品边缘无色彩偏移，提升尺寸测量的准确性。
目镜作为 “二次放大与观察窗口”，将物镜形成的实像进一步放大，方便人眼观察与读数。其放大倍数多为 10×，部分*型号提供 5×（适合观察大视场范围）或 15×（适合精细细节观察）等选项，搭配不同倍率物镜可组合出多种放大倍数（放大倍数 = 物镜倍率 × 目镜倍率），满足从宏观定位到微观测量的不同需求。部分测量显微镜的目镜内置分划板（如十字线分划板、刻度分划板），可直接对样品尺寸进行读数，分划板的精度需与物镜分辨率匹配，例如搭配 40× 物镜的分划板，*小刻度通常为 0.01mm，确保测量误差控制在允许范围内。
聚光镜作为 “光线调控中心”，位于载物台下方，通过汇聚光源光线，为样品提供均匀、充足的照明，直接影响成像对比度与细节清晰度。它可通过调节镜筒高度改变光锥大小，使光线以*角度进入物镜 —— 搭配低倍物镜时，需降低聚光镜高度以扩大光锥覆盖范围；搭配高倍物镜时，需升高聚光镜高度，缩小光锥以匹配物镜的高数值孔径，避免光线浪费导致成像昏暗。部分聚光镜配备可变孔径光阑，通过调节孔径大小控制进光量：孔径过小时，光线不足，成像模糊；孔径过大时，杂散光增多，对比度下降，需根据物镜倍率*调节，例如使用 100× 物镜时，孔径光阑需调至*，以保证充足光线进入物镜。
反光镜或光源作为 “光学系统动力源”，为成像提供稳定光线。反光镜多为双面结构（一面平面、一面凹面），平面反光镜适用于光线充足的环境，凹面反光镜可汇聚光线，增强照明强度，常用于无内置光源的简易测量显微镜；内置光源则是现代工业显微镜的主流配置，包括 LED 灯（寿命长、能耗低、光线稳定，适合长时间测量）和卤素灯（亮度高、色温接近自然光，适合对色彩还原要求高的样品观察），部分高端型号还配备亮度调节旋钮和滤光片，可根据样品材质（如金属、塑料、透明薄片）调整光线参数，避免反光或光线不足影响测量精度。
