Även om han inte uppfann det sammansatta mikroskopet, förbättrades hans egen design avsevärt från tidigare versioner. Den innehöll:
* Två linser :en objektivlins nära provet och en okularlins för visning. Detta möjliggjorde högre förstoring jämfört med enlinsmikroskop.
* Ett mekaniskt steg :Detta möjliggjorde exakt rörelse av provet.
* Belysning :Hooke designade sitt eget belysningssystem, med hjälp av en spegel för att rikta solljus mot provet.
Hans mikroskop var en anmärkningsvärd prestation för sin tid, som gjorde det möjligt för honom att göra detaljerade observationer av insekter, växter och andra små föremål. Det var genom detta instrument som han upptäckte och döpte "celler" medan han studerade en tunn skiva kork.