Осветительная система стандартного оптического микроскопа предназначена для пропускания света через полупрозрачный объект для наблюдения. В современном микроскопе она состоит из источника света, например электрической лампы или светоизлучающего диода, и системы линз, образующих конденсор.
Конденсор располагается под сценой и концентрирует свет, обеспечивая яркое, равномерное освещение в области объекта наблюдения. Обычно конденсор фокусирует изображение источника света непосредственно на плоскости образца, что называется критическим освещением. В качестве альтернативы изображение источника фокусируется на конденсор, который, в свою очередь, фокусируется на входной зрачок объектива микроскопа — система, известная как освещение по Келеру. Преимущество последнего подхода заключается в том, что неоднородности источника усредняются в процессе формирования изображения. Для оптимального использования микроскопа важно, чтобы свет от источника одновременно покрывал объект и заполнял светом входную апертуру объектива микроскопа.
Конденсор ранних микроскопов состоял из одной линзы, которая крепилась в торце прибора, обращенном к лампе (как в бочкообразных микроскопах), или устанавливалась под столиком (как в микроскопах Бенкса, которые использовали Роберт Браун, Чарльз Дарвин и другие). Затем последовали более сложные конструкции, развитие которых было вызвано специфически английской одержимостью наблюдением мелких деталей на фрустулах диатомовых. Затем появились ахроматические конденсоры, но они более сложны в использовании, поскольку требуют точной фокусировки, а рабочее расстояние невелико.
Помимо конденсоров, совмещенных со специализированными объективами (например, фазово-контрастными системами), существуют и другие, предназначенные для конкретных задач. Так, конденсор для темного поля освещает образцы на черном фоне и прекрасно подходит для наблюдения таких структур, как бактерии и жгутиковые клетки в воде. Использование цветных фильтров, впервые примененное в последние годы XIX века британским микроскопистом Джулиусом Рейнбергом и известное сейчас как освещение Рейнберга, позволяет применять форму темнопольной микроскопии, при которой фон и образец имеют контрастные цвета. Хотя эта техника не имеет диагностической пользы, результаты могут быть впечатляюще красивыми.
