1600-luvulla mikroskoopin kehittänyt Robert Hooke avasi myös väylän solubiologian kehitykselle. Aikaisemmin yksittäisiä soluja oli vaikea nähdä paljaalla silmällä. Mikroskoopin kehittymisen myötä havaittiin kaikkien eliöiden koostuvan soluista. Lisäksi löydettiin aiemmin tieteelle tuntemattomia yksisoluisia eliöitä, kuten bakteereja, leviä ja hiivoja. Vaikka esimerkiksi hiiva oli ollut käytössä ruoanvalmistuksessa jo tuhansia vuosia, sen ei tiedetty olevan elollinen eliö ennen mikroskoopin keksimistä.

Varhaisimmat mikroskoopit olivat valomikroskooppeja. Valomikroskoopissa näkyvä valo kulkee näytteen läpi, jonka jälkeen kuva näytteestä suurennetaan linssien avulla. Näytettä katsotaan mikroskoopin okulaarista.

Tavallista valomikroskooppia varten näyte tulee valmistella eli siitä tulee tehdä preparaatti. Pienimmistä kohteista voidaan tehdä preparaatti sellaisinaan esimerkiksi liuottamalla ne veteen. Suuremmista kohteista, kuten kasveista tehdään mikroskopiaa varten yleensä ohut leike, joka asetetaan kahden lasilevyn väliin.

Monia soluja voi olla vaikeaa havaita valomikroskoopilla, sillä ne ovat läpinäkyviä. Valomikroskopian tehokkuutta voidaankin parantaa värjäämällä näytettä. Tämä erottaa näytteen paremmin taustasta eli parantaa sen kontrastia. Yksi tunnetuimpia värjäysmenetelmiä on bakteerien Gram-värjäys, jolla voidaan erotella bakteereja niiden soluseinän rakenteen mukaisesti.

Valomikroskoopin erottelukyky on rajallinen. Ainoastaan suurimmat soluelimet, kuten viherhiukkaset, voidaan erottaa valomikroskoopilla. Jos kohde on pienempi kuin näkyvän valon aallonpituus, ei sitä voida erottaa valomikroskoopilla, vaikka linssien tehokkuutta ja suurennosta parannettaisiin. Nykyaikaisilla valomikroskoopeilla pystytäänkin vain n. 1000-kertaisiin suurennoksiin. Käytännössä pienimmillään voidaan erottaa noin 0,2 mikrometrin kokoinen kohde. Tämä kokoluokka vastaa pienimpiä tunnettuja bakteereja.

Stereomikroskoopilla pystytään tutkimaan suurikokoisia kolmiulotteisia pintoja. Stereomikroskooppi poikkeaa tavallisesta valomikroskoopista siten, että valo ei kulje näytteen läpi vaan heijastuu sen pinnasta. Stereomikroskoopin erottelukyky on hieman heikompi kuin tavallisen mikroskoopin, mutta sillä on tärkeitä sovelluskohteita esimerkiksi lääketieteessä ja biologisessa tutkimuksessa.

Kuva: Banaanikärpänen (Drosophila melanogaster) valomikroskoopilla katsottuna. Banaanikärpäsestä voidaan havaita yksityiskohtaisia rakenteita.

1950-luvulla kehitetyt elektronimikroskoopit mullistivat solubiologisen tutkimuksen. Elektronimikroskopia perustuu näytteen läpi kulkeviin elektroneihin. Pienikokoiset elektronit käyttäytyvät näytteen läpi kulkiessaan aallon tavoin. Tyhjiössä kulkevia elektroneja voidaan ohjata magneettikenttien avulla ja niiden kulkua seuraamalla voidaan muodostaa näytteestä yksityiskohtainen kuva.

Elektronimikroskoopilla voidaan saada tuhansia kertoja parempi suurennos kuin valomikroskoopilla. Toisaalta näytteen valmistus on hankalampaa, sillä mittaus tulee tehdä tyhjiössä ja näyte tulee jäädyttää kylmäksi hyvin nopeasti. Elektronimikroskoopilla ei myöskään pystytä erottamaan näytteiden väriä tai tarkastelemaan eläviä ja liikkuvia soluja. Elektronimikroskoopista saatavat kuvat onkin värjätty jälkikäteen.

Lisätietoa elektronimikroskopiasta