การสังเกตโครงสร้างความยาวคลื่นย่อยในกล้องจุลทรรศน์ทำได้ยากเนื่องจากขีดจำกัดการเลี้ยวเบนแบบอับเบอ ซึ่งในปี 1873 แอ็นสท์ อับเบอเป็นผู้เสนอขึ้น โดยถ้าแสงมีความยาวคลื่น λ {\displaystyle \lambda } ลู่เข้าสู่จุดด้วยครึ่งมุม θ {\displaystyle \theta } และดรรชนีหักเหของตัวกลางเป็น n {\displaystyle n} แล้ว จะมีขีดจำกัดการเลี้ยวเบนเป็น

d = λ 2 n sin ⁡ θ = λ 2 N A {\displaystyle d={\frac {\lambda }{2n\sin \theta }}={\frac {\lambda }{2\mathrm {NA} }}} [3]

ตัวส่วน n sin ⁡ θ {\displaystyle n\sin \theta } เรียกว่า รูรับแสงเชิงตัวเลข (NA) ซึ่งในทัศนศาสตร์สมัยใหม่มีค่าประมาณ 1.4–1.6 และขีดจำกัดอับเบอคือ d = λ 2.8 {\displaystyle d={\frac {\lambda }{2.8}}} ถ้าให้ NA ของแสงสีเขียวที่ 500 nm เป็น 1 แล้ว ขีดจำกัดอับเบอจะอยู่ที่ประมาณ d = λ 2 = 250  nm {\displaystyle d={\frac {\lambda }{2}}=250{\text{ nm}}} (0.25 μm) ซึ่งเล็กกว่าเซลล์สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ (1 μm ถึง 100 μm) และไวรัส (100 nm), โปรตีน (10 nm) โมเลกุลขนาดเล็ก (1 nm) ความยาวคลื่นที่สั้นลง เช่น กล้องจุลทรรศน์อัลตราไวโอเลตหรือรังสีเอกซ์ สามารถใช้เพื่อเพิ่มความละเอียดเชิงแสงได้ แม้ว่าเทคนิคเหล่านี้จะให้ความละเอียดที่ดี แต่ก็มีราคาแพงและมีค่าความเปรียบต่างที่ไม่ดีในตัวอย่างทางชีวภาพ อีกทั้งยังอาจสร้างความเสียหายต่อตัวอย่างได้