วัตถุประสงค์ของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงล้วนมาจากสูตร Gaussian 1/'- 1/'=1/f สำหรับวัตถุประสงค์ทางยาวโฟกัสคงที่ เมื่อกำหนดระบบแล้ว ทางยาวโฟกัส f จะไม่เปลี่ยนแปลง และระยะ / ของภาพจะไม่เปลี่ยนแปลงเช่นกัน ดังนั้น เพียงปรับตำแหน่งของพื้นผิววัตถุตามแกนออปติคอลเท่านั้น ก็จะได้ภาพวัตถุที่ชัดเจน (โดยทั่วไปเรียกว่าภาพหลักของวัตถุ) ภาพหลักของเลนส์ใกล้วัตถุจะผ่านอินเทอร์เฟซออปติคัล (โดยพื้นฐานแล้วคือเลนส์ใกล้วัตถุสำหรับการฉายภาพ) และภาพหลักของเลนส์ใกล้วัตถุจะถูกสร้างภาพใหม่บนพื้นผิวเป้าหมายด้วยแสง CCD จะเห็นได้ว่าสิ่งที่เรียกว่าการโฟกัสหมายถึงกระบวนการทำงานของการเปลี่ยนตำแหน่งสัมพัทธ์ของพื้นผิววัตถุและเลนส์ใกล้วัตถุตามทิศทางของแกนแสง เพื่อให้ความสัมพันธ์ระหว่างภาพของวัตถุกับความสัมพันธ์แบบเกาส์เป็นที่พึงพอใจ ดังนั้น เพื่อให้ได้ภาพเริ่มต้นที่ชัดเจนของเลนส์ใกล้วัตถุ ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น มีเทคนิคการโฟกัสสองประเภท: แบบแมนนวลและแบบอัตโนมัติ การโฟกัสอัตโนมัติสามารถแบ่งออกเป็นการโฟกัสโดยตรงและการโฟกัสโดยอ้อมตามวิธีการตรวจจับสัญญาณ วิธีการโฟกัสอัตโนมัติในการประมวลผลภาพเป็นวิธีการโฟกัสโดยตรง วิธีการนี้ช่วยให้เกิดการโฟกัสอัตโนมัติโดยการประมวลผลภาพเกี่ยวกับคุณภาพของภาพ ซึ่งเป็นผลมาจากสูตร Gaussian 1/I'- 1/I' สำหรับการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์มากกว่าเลนส์ใกล้วัตถุของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง=1/ฉ' สำหรับวัตถุประสงค์ทางยาวโฟกัสคงที่ เมื่อกำหนดระบบแล้ว ทางยาวโฟกัส f จะไม่เปลี่ยนแปลง และระยะของภาพ I ก็จะไม่เปลี่ยนแปลงเช่นกัน ดังนั้น เพียงปรับตำแหน่งของพื้นผิววัตถุตามแกนออปติคอลเท่านั้น ก็จะได้ภาพวัตถุที่ชัดเจน (โดยทั่วไปเรียกว่าภาพหลักของวัตถุ) ภาพหลักของเลนส์ใกล้วัตถุจะผ่านอินเทอร์เฟซออปติคัล (โดยพื้นฐานแล้วคือเลนส์ใกล้วัตถุสำหรับการฉายภาพ) และภาพหลักของเลนส์ใกล้วัตถุจะถูกสร้างภาพใหม่บนพื้นผิวเป้าหมายด้วยแสง CCD จะเห็นได้ว่าสิ่งที่เรียกว่าการโฟกัสหมายถึงกระบวนการทำงานของการเปลี่ยนตำแหน่งสัมพัทธ์ของพื้นผิววัตถุและเลนส์ใกล้วัตถุตามทิศทางของแกนลำแสง เพื่อให้ความสัมพันธ์ระหว่างภาพของวัตถุกับความสัมพันธ์แบบเกาส์เซียนเป็นที่พึงพอใจ เพื่อให้ได้ภาพเริ่มต้นที่ชัดเจนของเลนส์ใกล้วัตถุ
ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น มีเทคนิคการโฟกัสสองประเภท: แบบแมนนวลและแบบอัตโนมัติ การโฟกัสอัตโนมัติสามารถแบ่งออกเป็นการโฟกัสโดยตรงและการโฟกัสโดยอ้อมตามวิธีการตรวจจับสัญญาณ วิธีการโฟกัสอัตโนมัติในการประมวลผลภาพเป็นวิธีการโฟกัสโดยตรง ซึ่งช่วยให้เกิดการโฟกัสอัตโนมัติผ่านการประมวลผลคุณภาพของภาพ ซึ่งเป็นวิธีการโฟกัสอัตโนมัติในอุดมคติสำหรับกล้องจุลทรรศน์ อุปกรณ์ปรับโฟกัสด้วยกล้องจุลทรรศน์อัตโนมัติที่พัฒนาขึ้นยังสามารถทำการโฟกัสอัตโนมัติโดยใช้วิธีการประมวลผลภาพ
