Vật kính kính hiển vi là thấu kính quan trọng nhất, nằm gần mẫu vật và có nhiệm vụ thu nhận ánh sáng, tạo ảnh thật phóng đại ban đầu của đối tượng. Bộ phận này thường gồm nhiều thấu kính hội tụ với tiêu cự ngắn, cho độ phóng đại phổ biến như 4x, 10x, 40x, 100x. Vật kính quyết định độ phân giải và độ sắc nét của hình ảnh, kết hợp với thị kính để tạo độ phóng đại tổng thể, giúp quan sát chi tiết cấu trúc vi mô một cách rõ ràng và chính xác