Viele Forscherinnen und Forscher befassten sich in dieser ersten Boomzeit mit der Mikroskopie. Besonders Ernst Abbe, angestellt bei der Firma Zeiss, begann 1872, mit Berechnungen anstelle von Erfahrungswerten genaue Linsen herzustellen, und erreichte damit wesentlich bessere optische Eigenschaften. Ernst Abbe berechnete als erster die ultimative Grenze der Auflösung (0.0005 mm). Die Zeiss AG ist auch heute noch einer der führenden Mikroskophersteller.

Die nächste bahnbrechende Entwicklung in der Mikroskopie folgte im 20. Jahrhundert, als die deutschen Forscher Ernst Ruska und Max Knoll 1932 entdeckten, dass man mit einem Elektronenstrahl ein Elektronenmikroskop bauen kann; Ruska erhielt dafür 1986 den Nobelpreis für Physik.

Eine völlig neue Art der Mikroskopie wurde mit der Rastersondenmikroskopie Anfang der achtziger Jahre entwickelt. 1981 bauten die beiden Physiker Gerd Binnig und Heinrich Rohrer das erste Rastertunnelmikroskop. Sie erhielten 1986 den Nobelpreis für Physik dafür. Mit diesem sind so hohe Vergrößerungen möglich, dass man sogar einzelne Atome sichtbar machen kann.