Le microscope optique a permis l’observation de cellules chez de nombreux organismes différents et l’émergence de la théorie cellulaire.

Elle repose sur deux principes fondamentaux émis au XIXème siècle, que l’on peut résumer ainsi :

·       La cellule est l’unité structurale des êtres vivants. Tous les êtres vivants sont donc constitués d’une ou plusieurs cellules.

·       Toute cellule provient de la division d’une cellule préexistante.

Au XIX siècle, de nombreux scientifiques et philosophes s’opposent à la théorie cellulaire en niant l’existence des cellules. Leur argumentation repose sur la théorie de la génération spontanée selon laquelle de la matière inerte peut donner naissance à un être vivant, mais aussi sur la négation de l’efficacité du microscope en tant qu’outil scientifique.

L’amélioration des microscopes, dont la résolution passe progressivement de 10µm à 0.25µm, et les résultats expérimentaux de Pasteur mettront fin à cette polémique. La théorie cellulaire est alors admise par la communauté scientifique depuis la fin du XIXème siècle.

L’invention du microscope électronique a permis l’exploration de l’intérieur de la cellule et la compréhension du lien entre échelle moléculaire et cellulaire.

Le microscope électronique utilise un faisceau d’électrons concentré par des lentilles électromagnétiques, ce qui permet de passer d’un grossissement de x1000 (pour le microscope optique) à x 1 000 000 et d’accéder ainsi à l’échelle moléculaire.

Le MET (microscope électronique à transmission) permet des observations jusqu’à une résolution nanomérique. Il est idéal pour observer des coupes fines qui relèvent des structures internes des organites cellulaires, ainsi que les macromolécules.

Le MEB (microscope électronique à balayage) possède une résolution plus faible mais permet d’obtenir des images détaillées de la surface des objets, en trois dimensions.

Contrairement au microscope optique, le microscope électronique ne permet pas d’observer des cellules vivantes et fournit des images en noir et blanc, colorisées par la suite.