显微镜物镜长度的设计基于这样一个原则：较低倍的物镜具有较少的透镜，它被做的较短一些，具有较长的自由工作距离；较高倍的物镜具有很多透镜，它被做得较长一些，相应的具有较短的自由工作距离。使用一组这样的物镜时，在转动物镜转换台更换物镜后，只需要用细调稍微聚焦就可以获得一个清晰的像。当然，正像镜筒长度和盖玻片厚度一样，物镜长度和自由工作距离的总和在任何情况下不可能是完全统一的，它常常只限于同一个工厂制造的或同一种类型的物镜系统。
        一般在标准物镜中数值孔径随着焦距的减小而增大，但不是线性的。一定焦距的物镜所允许的最大的数值孔径不仅取决于物镜的性能设计，而且也取决于它的矫正程度。由于数值孔径是对可以通过物镜的光束口径的度量，因此在一系列具有相同焦距的物镜中，所形成的像的亮度与数值孔径的平方成比例关系。