在罗杰·培根提出显微镜的概念近300年之后，一位荷兰的眼镜制造者简森在1590年制造出了第一台显微镜。
1665年，英国人胡克在简森的基础上又制造出复式显微镜。然而，最初的显微镜在观察微小物体方面还存在着许多技术上的问题，如镜片质量、光源和精密的聚焦装置等。因此，早期的显微镜只不过是上流社会家庭中的摆设和一种时髦的玩意。
随着显微镜的不断改进，科学家开始用它来进行生物学观察。第一个用显微镜来观察并描述红细胞的人是荷兰阿姆斯特丹的斯瓦默丹姆。斯瓦默丹姆在1658年出版的《昆虫史》中写道：“我观察了蛙的肌肉、皮肤、眼睛和血液。当我把他们放在显微镜下时，我发现他们是由一些更小的纤维和更小的球构成……”1660年，意大利波洛那大学的解剖家学马尔比基观察到了蛙的红细胞流经毛细血管的现象，证明了动脉和静脉之间的联系。