Vaikka hän ei keksinyt yhdistemikroskooppia, hänen omaa suunnitteluaan parannettiin huomattavasti aiemmista versioista. Siinä oli:
* Kaksi objektiivia :objektiivilinssi näytteen lähellä ja okulaarilinssi katselua varten. Tämä mahdollisti suuremman suurennuksen verrattuna yksilinssisiin mikroskoopeihin.
* Mekaaninen lava :Tämä mahdollisti näytteen tarkan liikkeen.
* Valaistus :Hooke suunnitteli oman valaistusjärjestelmänsä käyttämällä peiliä auringonvalon ohjaamiseen näytteeseen.
Hänen mikroskooppinsa oli aikansa merkittävä saavutus, jonka avulla hän pystyi tekemään yksityiskohtaisia havaintoja hyönteisistä, kasveista ja muista pienistä esineistä. Tämän instrumentin avulla hän tunnetusti löysi ja nimesi "solut" tutkiessaan ohutta korkkisiivua.