据资料统计显示，列文虎克一生制造了247台显微镜和172枚镜头，并为荷兰的皇家学会装备了一个包括26台显微镜仪器在内的实验室。
列文虎克不仅使用了显微镜，同时还对显微镜进行了多种研究。在列文虎克以后的100多年间，显微镜的研究并没有取得多大的进展，这或许是同望远镜一样，也是由色差问题造成的。但是，我们不得不说，列文虎克当时制作显微镜的技术已经相当成熟了。
列文虎克并不是第一个制造显微镜的人，也不是第一个使用显微镜的人，但是，他却是第一个使人们懂得了如何使用显微镜的人。他所制造的显微镜，就其分辨力而言，已远远地超过了他的前辈的成果。从这时起，人们才能深入地探索生物学感兴趣的新领域，从而建立起今天生物学的几乎所有领域的基础。
揭开微观世界的面纱
显微技术的使用，使得列文虎克有能力投入到观察微观世界中去。
列文虎克虽然没有上过几天学，但他却发现了比哥伦布发现美洲大陆更加神奇的新世界——微观世界。
列文虎克总是喜欢用自己制造的显微镜看这儿、看那儿，他观察过的东西有小虫、小石头、肉类、种子、蚊子的后腿、甲虫的硬壳等等，真是五花八门、无奇不有。他在惊叹微观世界神奇景象的同时，还不忘根据观察精确地描绘出这些被观察物的形状。
由于列文虎克并没有接受过自然科学的系统教育，在他观察的对象上不免有些盲目和无次序。但是，由于观察到了许多令人惊奇的多种多样的新形态，他就越来越渴望用生物学的专门知识来判断自己所看到的到底是什么东西，而他自己，作为自学者从动物学的各科之中也获得了广博的知识。
有一天，列文虎克把一滴水珠放在自己设计的显微镜下观蒹他惊奇地发现了许多人们从来未见过，甚至从未想象过的、小得肉眼无法看到的“小动物”。它们在这滴水中浮游着、生活着、繁衍着、死亡着。对于这些“小动物”来说，这一滴水就是它们生活的全部世界。他将观察到的这些不停蠕动的“小虫子”称为“微生物”，这是人类首次发现微生物。
列文虎克将他的观察成果指给他的朋友——著名医生和解剖学家德•格拉夫看，格拉夫劝他将自己的观察报告递送给当时在自然科学研究方面的显赫权威——伦敦的英国皇家学会(德•格拉夫是其通讯联络员)，这也促使英国皇家学会请求列文虎克经常报告他的研究成果。
列文虎克就此写信给皇家学会，说他观察到“大量难以置信的各种不同的极小的狄尔肯(Dierken，意即活泼的物体)’，它们的活动相当优美，它们来来回回地转动，也向前和向两旁转动”。当他最后向英国皇家学会担保说：一个粗糙的沙粒之中存在着100万个这种小东西，而在一滴水之中，“狄尔肯”不仅能够生长良好，而且能够活跃地繁殖，能够寄生大约270多万个“狄尔肯”时，显赫的英国皇家学会觉得这一点太不能令人相信了。
然而，英国皇家学会的两个秘书——著名物理学家胡克和著名植物学家格鲁却一同证明了列文虎克报告的正确性。他们认为这具有很高的科学价值。这对于列文虎克来讲，无疑是一种很高的评价。他们依照列文虎克的说明制作了一台显微镜，并亲眼观察到了列文虎克所描述的世界，从而打消了人们对列文虎克发现的种种怀疑。后来，人们的历次实验也都确实证明了他的观察成果。
1675年，他在青蛙的内脏中发现了寄生的原生动物，引起了动物学界的极大兴趣。这些寄生物就是引起人类众多疾病的无形杀手。从此，人类对于层出不穷的传染病有了一个初步的认识。传染病不再是可怕的了，它们都是由这些小型寄生物引起的。这对于列文虎克来说不过是一小步，但对于人类的进步来说，却是难得的一大步!从此，列文虎克工作更加勤奋了，研究的成果不断涌现。
1677年，他同他的助手——著名微生物专家哈姆一起发现并研究了人、狗和兔子的精子。列文虎克认为，在精液的活泼弯曲前进的形成物“微生物”中，未来的机体已经预先形成了。他认为在精液的组织中可以找到真正的胚胎，而把卵仅仅看作是未来生命的营养供给者。
除了对于生命初期的探索之外，他还不忘记观察那些引发各式疾病的杀手。1675年到1680年这5年中，他用显微镜首次发现了钩虫和滴虫，这无疑是他所有发现之中最重要的一项。他用笔详细地描述了钩虫和滴虫的形状和特性，为后来研究治疗钩虫、滴虫感染所引起的疾病奠定了基础。
列文虎克在德尔夫特的研究，很快就传遍了整个世界。1680年，为了表彰和鼓励列文虎克的研究工作，他被选为英国皇家学会会员。一个几乎没有进过学校的看门人成了英国皇家学会的会员，而且是最有名的外籍会员，难道这本身不就是一个奇迹吗?
科学界的承认使列文虎克备受鼓舞，而更令人感到欣慰的是，从此，他的科学研究有了一个稳定而且优越的环境。英国皇家学会有当时世界上第一流的实验设备，并与世界各地有着广泛的交流与合作，这为列文虎克的一系列发现提供了优厚的条件。列文虎克的发现，在全世界人们的面前展现出了一个不可思议的微观世界。全世界为之哗然，大家都在议论着这个平常看不见的世界的秘密。列文虎克为了将微观世界的秘密一一揭开，再一次投入到实验中去了。1683年，列文虎克在人的口腔牙垢中观察到一种生物，他惊奇地发现“它”比他以前发现的“微生物”还要小。后来，他在给英国皇家学会的信中写道：“这些生物几乎像小蛇一样用优美的、弯曲的姿势运动着。”他对于这些小生物犹如父亲对待自己心爱的儿子一般用心照顾，希望能够看清自己“孩子”的真实模样。
