De resolutie van een lichtmicroscoop wordt beperkt door de golflengte van het licht. Zichtbaar licht heeft een golflengte van ongeveer 400-700 nm, wat betekent dat objecten kleiner dan dit niet duidelijk zichtbaar zijn. Veel organellen zijn kleiner dan dit, zoals ribosomen, die een diameter van ongeveer 20 nm hebben.

Daarnaast moet het contrast van een object hoog genoeg zijn om met een lichtmicroscoop gezien te kunnen worden. Dit betekent dat het object qua helderheid of kleur aanzienlijk moet verschillen van zijn omgeving. Veel organellen zijn niet erg contrastrijk, zoals de mitochondriën, die qua kleur vaak vergelijkbaar zijn met het cytoplasma.

Ten slotte kan de dikte van een object ook de zichtbaarheid ervan onder een lichtmicroscoop beïnvloeden. Voorwerpen die te dik zijn, kunnen te veel licht absorberen of verstrooien, waardoor ze moeilijk te zien zijn. Veel organellen zijn erg dun, zoals het endoplasmatisch reticulum, dat slechts enkele nanometers dik is.

Om al deze redenen kunnen sommige organellen niet duidelijk worden gezien met een lichtmicroscoop. Er zijn echter ook andere technieken die kunnen worden gebruikt om deze organellen zichtbaar te maken, zoals elektronenmicroscopie en fluorescentiemicroscopie.