顯微鏡物鏡長度的設計基于這樣一個原則：較低倍的物鏡具有較少的透鏡，它被做的較短一些，具有較長的自由工作距離；較高倍的物鏡具有很多透鏡，它被做得較長一些，相應的具有較短的自由工作距離。使用一組這樣的物鏡時，在轉(zhuǎn)動物鏡轉(zhuǎn)換臺更換物鏡后，只需要用細調(diào)稍微聚焦就可以獲得一個清晰的像。當然，正像鏡筒長度和蓋玻片厚度一樣，物鏡長度和自由工作距離的總和在任何情況下不可能是完全統(tǒng)一的，它常常只限于同一個工廠制造的或同一種類型的物鏡系統(tǒng)。
        一般在標準物鏡中數(shù)值孔徑隨著焦距的減小而增大，但不是線性的。一定焦距的物鏡所允許的最大的數(shù)值孔徑不僅取決于物鏡的性能設計，而且也取決于它的矯正程度。由于數(shù)值孔徑是對可以通過物鏡的光束口徑的度量，因此在一系列具有相同焦距的物鏡中，所形成的像的亮度與數(shù)值孔徑的平方成比例關系。