Aj keď nevynašiel zložený mikroskop, jeho vlastný dizajn bol oproti predchádzajúcim verziám výrazne vylepšený. Vyznačovalo sa:
* Dve šošovky :šošovka objektívu v blízkosti preparátu a šošovka okuláru na pozorovanie. To umožnilo vyššie zväčšenie v porovnaní s jednošošovkovými mikroskopmi.
* Mechanický stupeň :To umožnilo presný pohyb vzorky.
* Osvetlenie :Hooke navrhol svoj vlastný osvetľovací systém pomocou zrkadla na priame slnečné svetlo na vzorku.
Jeho mikroskop bol na svoju dobu pozoruhodným úspechom, ktorý mu umožnil robiť podrobné pozorovania hmyzu, rastlín a iných malých predmetov. Práve pomocou tohto nástroja slávne objavil a pomenoval „bunky“ pri štúdiu tenkého plátku korku.