بزرگنمایی یک میکروسکوپ بیولوژیکی معمولاً کم است و از 40x تا 1000x متغیر است. این به این دلیل است که نمونه های بیولوژیکی معمولاً شفاف هستند و برای مشاهده ساختار سلول ها و بافت ها نیاز به بزرگنمایی متوسط دارند.
در یک میکروسکوپ بیولوژیکی، بزرگنمایی با ترکیب عدسی شیئی و چشمی تعیین می شود. بزرگنمایی لنزهای شیئی معمول شامل 4x، 10x، 40x و 100x است، در حالی که چشمی معمولاً دارای بزرگنمایی 10x است. بنابراین، حداکثر بزرگنمایی یک میکروسکوپ بیولوژیکی معمولی 100 برابر هدف ضرب در چشمی 10 برابر است که برابر با 1000 برابر است.
توجه به این نکته مهم است که بزرگنمایی یک میکروسکوپ بیولوژیکی به اندازه میکروسکوپ الکترونی نیست زیرا نمونه‌های بیولوژیکی اغلب از نظر ساختار پیچیده هستند و فرآیند مشاهده مستلزم حفظ زنده‌مانی و یکپارچگی نمونه‌ها است. علاوه بر این، وضوح یک میکروسکوپ بیولوژیکی نیز بسیار مهم است زیرا ساختارهای بیولوژیکی اغلب بسیار کوچک هستند و برای مشاهده جزئیات دقیق نیاز به وضوح بالایی دارند.
در کاربردهای تخصصی خاصی که نیاز به بزرگنمایی بالاتری دارند، مانند تحقیقات پاتولوژیک یا جراحی میکروسکوپی، می توان از چشمی با بزرگنمایی بالاتر (مثلاً 16 برابر یا بالاتر) در ترکیب با چشمی های مناسب برای دستیابی به بزرگنمایی بالاتر استفاده کرد. با این حال، این مشاهدات با بزرگنمایی بالا معمولاً نیاز به آماده سازی نمونه و تکنیک های میکروسکوپی پیچیده تری دارند و مهارت بیشتری از اپراتور می طلبد.