显微镜的分辩率又名辨别率或分辩本领。所谓分辩率是指显微镜分辩被检物体细微结构的才能。它与分辩间隔成反比。分辩间隔是指能被分辩开的两物点间的最小间隔。分辩间隔越小，显微镜的分辩率越高。如果两物点间的间隔小于分辩间隔，就会把两点误看成一点，无法看清其结构。显微镜的分辩率是由物镜决定的。目镜只起放大作用，不能增加显微镜的分辩率。
在一般中心照明的情况下，物镜的分辩间隔ｄ由下式决定。
ｄ＝（λ/2）N.A.
式中：ｄ表明分辩间隔, 单位是微米，λ表明照明光线的波长，单位也是微米。
在可见光中，亮度最大而且对人眼最敏感的波长为0.55μm，物镜最大的N. A.为1.4。代入上式可得ｄ近似为0.2μm。即，运用一般光学显微镜，在中心照明的情况下，分辩间隔的极限为0.2μm。也就是说，小于0.2μm的两物体，一般光学显微镜无法区别。
运用紫外线，能够减小照明光线的波长，能使分辩间隔到达0.1μm。但因紫外线不能为人眼所见。只能拍成相片后再调查。
电子流的波长只要0.00387nm。使用“电子透镜”或磁透镜来控制电子流，所制成的电子显微镜的分辩间隔达零点几nm。能够用它去调查原子的结构。
