相传在古希腊的奥林巴斯山上，居住着12位不食人间烟火的众神，而日本的高千穗，也被称为是八百万神仙居住的天界。1919年，奥林巴斯的创始人——山下长，抱着“无论如何都要制造出日本的显微镜”这一梦想，踏上了漫漫征途。
当时，德国和英国经过不断改良，已经在显微镜技术上取得了领先。然而在19世纪后期的日本，显微镜却是作为“放大镜”来制造和销售的。为了填补这种大量进口外国仪器所带来的经济缺口，成立之初名字还为TOKIWA的山下长团队，于次年就接连推出了旭号、誉号、和富士号等多款显微镜。一系列的产品，为当时日本的纤维业、医药业发展做出了重大贡献。1921年，公司正式将名字改为奥林巴斯，全新的LOGO，也包含着山下长希望能像“神界山”的光普照世界一样将以光为本的奥林巴斯光学器械产品推广到世界的美好愿望。
1927年，在岩崎显微镜公司的协助下，奥林巴斯昭和号GK生物显微镜开始销售，它不仅达到了当时日本显微镜工艺的最高峰，也成为支撑奥林巴斯显微镜事业的代表产品之一。同年，被誉为技术结晶的精华号GE荣获东京博览会上的优良国产奖，并被敬献给昭和天皇。
两年后，纽约股市暴跌，全球经济危机爆发。在看不见出路的大萧条时期，奥林巴斯接到了大阪高等医学学校的600台大额订单，这不仅让公司重见光明，也极大地推动了显微镜技术的发展。
1934年，便携式显微镜开始普及，在单筒显微镜的基础上，双目显微镜也登上历史舞台。与此同时，为了达到“以照片的方式记录观察结果”这一目的，奥林巴斯于1938年开始销售装有照相装置的万能显微镜“Super Photo”。该显微镜既可用于生物研究，又可用于工业生产，是二战前最高级的显微镜。
二战后，昭和号GK经改装重新上线，此后的G系列显微镜，也成为奥林巴斯的名品。1958年，作为替代G系列显微镜基座的E基座成为新的旗舰，性能优异，操作简单便捷，使E基座登上了奥林巴斯显微镜家族中的王者宝座。1960年，F基座横空出世，它将对焦机构的微调灵敏度提高到了0.0005 mm，使高倍率观察时的对焦变得更容易。1963年，在对E基座和F基座进行改进的基础上，奥林巴斯将之前安置在前方和侧方的光源内置于镜体内部，制造出了首台光源内置的显微镜。
之后，奥林巴斯最有代表性的显微镜——Photomax（LB）于1966年开始销售。该显微镜搭载了全自动照相装置、彩色照片色温调节功能及理想的Koehler照明装置。使用它，能轻松实现不同用途的照片拍摄。作为这一完美产品的替代者，1972年，VANOX“AH”被定位为奥林巴斯显微镜的新一代旗舰。在此基础上衍生出的BH、CH系列，都在日新月异的技术进步下发展的更加强势。
在显微镜的构造中，物镜决定了光学性能。自创业以来，奥林巴斯为提升这一性能，坚持不懈地磨炼加工、装配和调整技术。1988年，奥林巴斯作出“显微镜全面更换使用UIS新光学系统”这一重大调整，全新的设计、更为成熟的工艺技术，都让此后陆续推出的UIS物镜系列新产品颇具竞争力。
2011年全球显微镜行业市场分析报告说明，奥林巴斯占据了光学显微镜最大的市场占有率。其余市场占有率被FEI、尼康、JEOL、徕卡、卡尔蔡司等瓜分。截至2018年，尼康和奥林巴斯依然牢牢占据显微镜市场的50%。
不过，相比于显微镜领域的一家独大，拥有悠久历史的数码相机制造经验，并于1948年就推出了日本首款135照相机的奥林巴斯，却在相机领域遭遇了滑铁卢。
1959年，在奥林巴斯相机史上举足轻重的半画幅旁轴相机PEN一经问世，就凭借远低于同时期徕卡的价格，和小而巧的设计成为无数年轻摄影爱好者的出行必备利器。在尝到体积小巧的相机给他们带来的甜头之后，奥林巴斯坚决认定这就是他们未来的发展趋势，于是生产出了一系列贯彻这一理念的作品。1973年的首台单反相机OM-1，1979年生产的具有滑动式镜头防护罩设计的无机套胶囊式照相机“XA”，1991年上市的傻瓜胶卷相机μ系列，等等这些都是奥林巴斯早期有代表意义的作品，完美的诠释了其小巧，便携的理念！
1997年时，相机发展的新趋势开始走向数码化，奥林巴斯也顺势推出了自己的第一台数码单反，继续秉承着体积小、便携带和性能好价格低的特点。不过，当时的奥林巴斯，仍将大量精力都放在了胶卷相机的生产和销售上，这一度导致了产品线年问世，奥林巴斯数码时代前期的混乱局面才宣告结束，4/3画幅规格也自此确立。
所谓4/3系统，与APS-C、全画幅的区别就是芯片比较小，能够正常的使用更小的体积制作出更理想的焦距镜头。在4/3系统刚刚推出之际，由于其体积小巧、性能好价格低，受到了消费者的广泛认可，同时又避免了和佳能、尼康的APS画幅产品的正面较量，着实为奥林巴斯带来了不少利润。尝到甜头的奥林巴斯开始为自己的4/3系统研发一系列高性能镜头，但是问题也随之而来，镜头性能虽然提高了，但是相机体积却无可奈何地增大，这严重违背了奥林巴斯4/3系统设计之初追求轻便的理念。不过，比镜头问题更严重的，是4/3系统的像素问题。当佳能1800万像素的7D出现，直接给长期停留在1200万像素的4/3系统以致命一击。至此奥林巴斯几乎已经走到了悬崖的边上，2008年奥林巴斯亏损严重，只能依靠自己医疗器械部的利润才勉强坚持下来。
2009年，于逆境苦苦挣扎的奥林巴斯推出了自家的无反光板微4/3系统开山之作E-P1，在PEN系列发布50周年之际，奥林巴斯也就顺理成章地重新把自己的E-P1归为传奇的PEN系列，显而易见其良苦用心。一年后，奥林巴斯凭借微4/3系统重新站稳了脚跟，不过，三星、索尼等竞争对手相继便推出了与Micro 4/3系统类似的ILDC便携数码相机。
2011年，奥林巴斯深陷财务造假丑闻，其时任社长高山修一对指控供认不讳，这让奥林巴斯不得不与次年抱紧索尼大腿寻求庇护。在索尼出资500亿日元持股10%后，奥林巴斯开始了业务转型。根据奥林巴斯2017年报，去年该集团医疗业务在美国、欧洲和中国市场全面铺开，创造营收5753亿美元，占集团总营收的76.9%；反观数码相机等影像业务的出售的收益只有656亿美元，只占集团总营收的8.8%。也就是说，在深耕数码相机市场多年的奥林巴斯，其实已经转型成一家医疗企业了。
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