Bioloģiskā mikroskopa palielinājums parasti ir zems, svārstās no 40x līdz 1000x. Tas ir tāpēc, ka bioloģiskie paraugi parasti ir caurspīdīgi un tiem ir nepieciešams mērens palielinājums, lai novērotu šūnu un audu struktūras.
Bioloģiskā mikroskopā palielinājumu nosaka objektīva lēcas un okulāra kombinācija. Parastie objektīva palielinājumi ir 4x, 10x, 40x un 100x, savukārt okulāram parasti ir 10x palielinājums. Tāpēc tipiskā bioloģiskā mikroskopa maksimālais palielinājums ir 100x objektīvs, kas reizināts ar 10x okulāru, kas ir vienāds ar 1000x.
Ir svarīgi atzīmēt, ka bioloģiskā mikroskopa palielinājums nav tik liels kā elektronu mikroskopa palielinājums, jo bioloģiskajiem paraugiem bieži ir sarežģīta struktūra, un novērošanas process prasa saglabāt paraugu dzīvotspēju un integritāti. Turklāt ļoti svarīga ir arī bioloģiskā mikroskopa izšķirtspēja, jo bioloģiskās struktūras bieži ir ļoti mazas un tām ir nepieciešama augsta izšķirtspēja, lai novērotu smalkas detaļas.
Noteiktos specializētos lietojumos, kam nepieciešams lielāks palielinājums, piemēram, patoloģiskajā izpētē vai mikroķirurģijā, lielāka palielinājuma okulāru (piemēram, 16x vai lielāku) var izmantot kombinācijā ar atbilstošiem okulāriem, lai panāktu lielāku palielinājumu. Tomēr šiem novērojumiem ar lielu palielinājumu parasti ir nepieciešamas sarežģītākas paraugu sagatavošanas un mikroskopijas metodes, un operatoram ir vajadzīgas lielākas prasmes.