1664 — Роберт Гук публикует свой труд «Микрография», собрание биологических гравюр микромира, где вводит термин клетка для структур, которые им были обнаружены в пробковой коре. Книга, вышедшая в сентябре 1664 (часто датируется 1665 годом), оказала значительное влияние на популяризацию микроскопии, в основном из-за своих впечатляющих иллюстраций.
1674 — Антони ван Левенгукулучшает микроскоп до возможности увидеть одноклеточные организмы. Микроскоп Левенгука был крайне прост и представлял собой пластинку, в центре которой была установлена линза. Наблюдателю нужно было смотреть через линзу на образец, закреплённый с другой стороны, через который проходил яркий свет от окна или свечи. Несмотря на простоту конструкции, микроскоп позволял получить увеличение, в несколько раз превышающее микроскопы того времени, что позволило впервые увидеть эритроциты, бактерии (1683), дрожжи, простейших, сперматозоиды (1677), строение глаз насекомых и мышечных волокон, инфузории и многие их формы. Левенгук изготовил более пятисот линз и по крайней мере 25 микроскопов различных типов, из которых до настоящего времени сохранилось только девять. Эти микроскопы способны увеличивать изображение в 275 раз, однако существуют свидетельства, что некоторые микроскопы Левенгука обладали 500-кратным увеличением.
1866—1873 — Эрнст Аббе открывает число Аббе и первым разрабатывает теорию микроскопа, что становится прорывом в технике создания микроскопов, которая до того момента в основном основывалась на методе проб и ошибок. Компания «Карл Цейс» использует это открытие и становится ведущим производителем микроскопов того времени.
1967 — Эрвин Мюллер добавляет время-пролётный масс-анализатор к своему полевому ионному микроскопу, создав первый зондирующий атомный микроскоп[англ.] и позволив тем самым производить химическую идентификацию каждого индивидуального атома.
1986 — Герд Бинниг, Куэйт и Гербер создают сканирующий атомно-силовой микроскоп (Atomic Force Microscope — AFM). Бинниг и Рорер получают Нобелевскую премию за изобретение сканирующего туннельного микроскопа.
1988 — Альфред Церезо, Теренс Годфри, и Джордж Смит[англ.] применили позиционно-чувствительный детектор в зондирующем атомном микроскопе, позволяя с помощью него видеть положение атомов в трёхмерном пространстве.