Les organismes plus petits que la limite de diffraction de la lumière ne peuvent pas être observés à l'aide d'un microscope composé. La limite de diffraction est la taille minimale d'un objet pouvant être résolue par un microscope et elle est déterminée par la longueur d'onde de la lumière utilisée et l'ouverture numérique de l'objectif. La limite de diffraction de la lumière visible est d’environ 200 nanomètres (nm), ce qui signifie que les objets plus petits ne peuvent pas être vus avec un microscope composé. De nombreuses bactéries, virus et autres micro-organismes mesurent moins de 200 nm et ne peuvent donc pas être observés au microscope composé.