Nu există un consens general cu privire la inventatorul primului microscop compus. Majoritatea autorităților cred că instrumentul a fost inventat de producătorul olandez de ochelari și ochelari Zacharias Janssen, în Midddleburg, Olanda, în jurul anului 1595, unii crezând că a fost ajutat de tatăl său Hans Janssen – cei doi au lucrat împreună la proiectarea și construirea de ochelari și ochelari de vedere. Alte autorități, totuși, cred că Hans Lippershey, un german care locuiește în același oraș și, de asemenea, un producător de ochelari, a inventat primul microscop compus cam în aceeași perioadă; deși i se atribuie inventarea telescopului, există mult mai multe îndoieli cu privire la invenția sa a microscopului. Se crede că Lippershey și Janssens, care se cunoșteau, toți au contribuit cu idei la dezvoltarea ambelor instrumente.
Microscopul compus folosește cel puțin două lentile separate pentru a oferi o mărire mult mai mare decât este posibilă cu doar una. Este alcătuit dintr-o lentilă relativ puternică cu o distanță focală scurtă – cunoscută sub numele de obiectiv – și o lentilă mai mare, dar mai puțin puternică, cu o distanță focală relativ mare, cunoscută sub numele de ocular. Cele două lentile sunt conectate în mod normal printr-un tub; obiectul de examinat este plasat sub lentila obiectivului și adus în focalizare prin reglarea distanței față de obiect.
Soții Janssens, datorită ocupației lor, ar fi fost familiarizați cu fabricarea și proprietățile lentilelor și se crede că primul microscop compus ar fi putut apărea din încercările lor de a construi ochelari de vedere mai puternici. Niciunul dintre cele mai vechi instrumente ale familiei Janssens nu a supraviețuit, dar primul microscop compus încă existent poate fi văzut la muzeul din Middleburg și se crede că a fost realizat de către Janssens. Nu seamănă foarte mult cu un microscop modern cu suport, o scenă pe care pot fi plasate specimene și lentile obiective interschimbabile pentru a oferi o gamă de măriri. În schimb, seamănă cu un telescop mic prin faptul că este format din două tuburi, fiecare cu o lentilă la un capăt, ținute într-un tub puțin mai lat, astfel încât acestea să poată fi mutate înainte și înapoi pentru a se concentra asupra obiectului de interes și a varia mărirea. . Deși acest microscop a fost în mod clar conceput pentru a fi ținut în mână, există referiri la un alt microscop timpuriu, construit de Janssens, care stătea pe un trepied și ar fi semănat probabil mai mult cu instrumentul modern.
Cel mai vechi microscop compus supraviețuitor a putut mări obiectele doar de la aproximativ trei ori până la aproximativ nouă ori. Cu toate acestea, a funcționat pe aceleași principii ca un microscop modern și a deschis calea pentru dezvoltarea de instrumente care să ofere măriri mult mai mari, deschizând o lume microscopică necunoscută anterior. Mai târziu, în secolul al XVII-lea, un alt om de știință olandez amator, Anton van Leeuwenhoek, a folosit microscoape de design propriu pentru a studia microorganismele din picăturile de apă; cu toate acestea, deși mai puternic decât microscoapele compuse ale lui Janssens, cele ale lui Leeuwenhoek aveau doar o singură lentilă sferică. Omul de știință britanic Robert Hooke, un contemporan al lui Leeuwenhoek, a adus o serie de îmbunătățiri microscopului compus care au permis obținerea unor măriri mult mai mari. Lucrarea sa din 17 Micrographia documentează observațiile sale despre insecte, celule și microorganisme și a ajutat la stabilirea microscopului compus ca instrument esențial pentru oamenii de știință.