หลักการสร้างภาพ (ภาพเรขาคณิต) ของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง
เฉพาะเมื่อมุมเปิดของวัตถุต่อสายตามนุษย์ไม่น้อยกว่าค่าหนึ่ง ตาเปล่าสามารถแยกแยะรายละเอียดต่างๆ ได้ ซึ่งเรียกว่าความละเอียดภาพ ε ภายใต้เงื่อนไขที่ดีที่สุด นั่นคือ เมื่อการส่องสว่างของวัตถุอยู่ที่ 50~70lx และความเปรียบต่างค่อนข้างมาก วัตถุจะสามารถเข้าถึง 1' เพื่อให้สังเกตได้ง่าย ให้เพิ่มค่าเป็น 2' และใช้ค่านี้เป็นความละเอียดเฉลี่ยของช่องมองภาพ
ขนาดของมุมรับภาพของวัตถุจะสัมพันธ์กับความยาวของวัตถุและระยะทางจากวัตถุถึงดวงตา มีสูตร y=Lε
ระยะ L ไม่สามารถทำให้เล็กมากได้ เนื่องจากความสามารถในการปรับสายตามีขีดจำกัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อดวงตาทำงานใกล้กับระยะจำกัดของความสามารถในการปรับสายตา สายตาจะเหนื่อยล้าอย่างมาก สำหรับมาตรฐาน (การมองเห็นใบหน้า) ระยะการมองเห็นที่ดีที่สุดจะระบุเป็น 250มม. (ระยะห่างจากภาพถ่าย) ซึ่งหมายความว่าภายใต้สภาวะที่ไม่มีอุปกรณ์ใดๆ ดวงตาที่มีความละเอียดการมองเห็น ε=2' สามารถแยกแยะรายละเอียดของวัตถุที่มีขนาด 0.15 มม. ได้อย่างชัดเจน
เมื่อสังเกตวัตถุที่มีมุมรับภาพเล็กกว่า 1' จะต้องใช้เครื่องมือขยาย แว่นขยายและกล้องจุลทรรศน์ใช้เพื่อสังเกตวัตถุที่ควรขยายใกล้กับผู้สังเกต
