Si bien el ser humano tiene bastante desarrollado el sentido de la vista, en muchos casos no es posible observar aquellos diminutos seres vivos que individualmente son demasiado pequeños como las bacterias, hongos (levaduras y hongos filamentosos), virus, protozoos y algas microscópicas, por lo que muchos de los avances en química, biología y medicina no se hubieran logrado sin la ayuda de un extraordinario invento: el microscopio.

Aunque los microorganismos se originaron hace aproximadamente 4.000 millones de años, la microbiología es relativamente una ciencia joven. La existencia de estos pequeños órganos no se conoció hasta la invención del microscopio. La primera persona en describir los microorganismos en detalle fue el holandés Anton van Leeuwenhoek en 1684, a los cuales denominó animáculos, hoy conocidos como protozoos.

Van Leeuwenhoek fue un comerciante y científico neerlandés que se hizo conocido por las mejoras que introdujo a la fabricación de microscopios y por sus descubrimientos sobre los protozoos, los glóbulos rojos, el sistema de capilares y los ciclos vitales de los insectos.

Tras aprender autodidactamente todo lo referente al soplado y pulido del vidrio y mientras trabajaba como comerciante de telas construyó unas lupas de calidad para observar las texturas de los paños que adquiría en el mercado.

En 1648, en Ámsterdam, desarrolló fijaciones para pequeñas lentes biconvexas montadas sobre platinas de latón que se sostenían muy cerca del ojo (una especie de anteojo actual) que tenían estructuras tipo microscopio en las que se podían fijar tanto el lente como el objeto a observar, logrando ampliar hasta 300 veces el tamaño del objeto. Con su primer microscopio artesanal observó fibras musculares y la circulación de la sangre en capilares.

Leeuwenhoek examinó el agua de lluvia, de mar, de río, saliva y otras materias. Sin embargo, estas observaciones no condujeron a ninguna investigación sobre las posibles actividades de los microorganismos, ni como agentes de fermentaciones ni de enfermedades infecciosas ya que el desarrollo de la química y de la medicina era demasiado primitivo.

En 1668 confirmó y desarrolló el descubrimiento de la red de capilares que Marcelo Malpighi hiciera en 1660 al observar los vasos capilares de un ala de murciélago. Leeuwenhoek vio cómo circulaban los glóbulos rojos de los capilares de la oreja de un conejo y de la membrana interdigital de la pata de una rana.

Alrededor del 1676 logró observar la cantidad de microorganismos que contenía el agua estancada. También descubrió los espermatozoides del semen humano; y más adelante, en 1683, las bacterias.

Una vez descubiertos los microorganismos por Leeuwenhoek se empezó a especular sobre el origen de estos animáculos. Se formaron dos escuelas: una que admitía la existencia de estas estructuras pero que se originaban por generación espontánea. Del otro lado estaba la teoría de la biogénesis. Los animáculos se originaban, como ocurre en formas de vida superiores, a partir de animáculos padres. Hasta que se rechazó la idea de la generación espontánea se tuvieron que realizar muchos experimentos que parecen simples hoy en día, pero que en aquellos momentos llevó más de 100 años resolver dicha controversia.

Leeuwenhoek se enfrentó a esta polémica y demostró que los gorgojos, las pulgas y los mejillones no surgían espontáneamente a partir de granos de trigo y arena, sino que se desarrollaban a partir de huevos diminutos. Describió el ciclo vital de las hormigas y concluyó que las larvas y pupas proceden de huevos. También examinó plantas y tejidos musculares y describió tres tipos de bacterias: bacilos, cocos y espirilos. Con todo, mantuvo en secreto el arte de construir sus lentes, por lo que no se realizaron nuevas observaciones de bacterias hasta que se desarrolló el microscopio compuesto en el siglo XIX.

Durante las siguientes décadas los microscopios fueron creciendo en precisión y complejidad y fueron la base de numerosos adelantos científicos. Sólo en el siglo XX llegó el gran cambio con la invención del microscopio electrónico, que sustituyó la luz por electrones y las lentes por campos magnéticos.

El primer microscopio electrónico lo construyó el físico canadiense James Hillier en 1937 y podía ampliar las imágenes hasta 7000 veces. Se continuó perfeccionando hasta llegar a aumentar unos dos millones de veces. En 1981 surgió el microscopio de efecto túnel (MET) que derivó de los estudios y la aplicación de la mecánica cuántica. Logrando atrapar a los electrones que escapan en ese efecto túnel, se pudo captar una imagen ultra detallada de la estructura atómica de la materia con una espectacular resolución en la que cada átomo se puede distinguir de otro y que ha sido esencial para el avance de la microelectrónica moderna.