ההגדלה של מיקרוסקופ ביולוגי היא בדרך כלל נמוכה, נעה בין פי 40 ל פי 1000. הסיבה לכך היא שדגימות ביולוגיות הן בדרך כלל שקופות ודורשות הגדלה מתונה כדי לצפות במבנים של תאים ורקמות.
במיקרוסקופ ביולוגי, ההגדלה נקבעת על ידי השילוב של עדשת האובייקטיב והעינית. הגדלות נפוצות של עדשות אובייקטיביות כוללות 4x, 10x, 40x ו-100x, בעוד שלעינית יש בדרך כלל הגדלה של 10x. לכן, ההגדלה המקסימלית של מיקרוסקופ ביולוגי טיפוסי היא אובייקטיבי פי 100 כפול עינית פי 10, השווה פי 1000.
חשוב לציין שההגדלה של מיקרוסקופ ביולוגי אינה גבוהה כמו זו של מיקרוסקופ אלקטרונים מכיוון שדגימות ביולוגיות הן לרוב מורכבות במבנה, ותהליך התצפית דורש שמירה על הכדאיות ושלמות הדגימות. בנוסף, הרזולוציה של מיקרוסקופ ביולוגי היא גם חיונית שכן מבנים ביולוגיים הם לרוב קטנים מאוד ודורשים רזולוציה גבוהה כדי לצפות בפרטים עדינים.
ביישומים מיוחדים מסוימים הדורשים הגדלה גבוהה יותר, כגון מחקר פתולוגי או מיקרוכירורגיה, ניתן להשתמש בעינית בהגדלה גבוהה יותר (למשל, פי 16 ומעלה) בשילוב עם עיניות מתאימות כדי להשיג הגדלה גבוהה יותר. עם זאת, תצפיות אלה בהגדלה גבוהה דורשות בדרך כלל הכנת דגימות מורכבות יותר וטכניקות מיקרוסקופיה ודורשות מיומנות רבה יותר מהמפעיל.