С помощью микроскопа нельзя рассмотреть структуры, размеры которых находятся за пределами разрешающей способности прибора. Разрешающая способность микроскопа зависит от длины волны используемого для наблюдения излучения и от его оптических компонентов. Определенные границы разрешения для оптических микроскопов были определены в начале 20-го века немецким физиком Эрнстом Аббе. Для микроскопов, использующих видимый свет (с длиной волны около 400-700 нм), предел разрешения составляет примерно 200-300 нм. Это означает, что два объекта, находящиеся на расстоянии менее 200-300 нм друг от друга, не могут быть различены с помощью обычного микрообъектива. Однако существуют специальные методы, которые позволяют преодолеть этот предел разрешения оптических микроскопов. Одним из таких методов является структурированное освещение фазовой конструкции, такое как фазовая контрастная микроскопия. Она позволяет наблюдать прозрачные объекты, которые в обычном микроскопе могут быть плохо видимы или вообще незаметны. Такие объекты могут быть бактерии, клетки, нервные волокна и другие. Также существуют методы, основанные на использовании флуоресцентных маркеров, которые светят под воздействием определенной длины волны. Это позволяет визуализировать структуры на уровне молекулярных компонентов. Например, с помощью иммуногистохимических методов можно окрасить определенные белки в клетках и наблюдать их распределение и взаимодействие. Тем не менее, даже с использованием этих методов микроскоп имеет физические ограничения и не может рассмотреть структуры, находящиеся в области нанометров. Для наблюдения таких мельчайших структур используются другие методы, такие как электронная микроскопия (TEM, SEM), которые используют пучок электронов вместо света. Они позволяют достичь разрешения на уровне нанометров. Электронная микроскопия используется, например, для изучения структуры вирусов, молекулярных компонентов клеток, элементов нанотехнологии. Таким образом, структуры с размерами, меньшими разрешающей способности оптического микроскопа, а также структуры, видимые только при других типах взаимодействия веществ, не могут быть рассмотрены с помощью обычного микроскопа.