本实用新型公开了一种LED反射照明式光学显微镜,包括位于显微镜主光轴上的观察面和将光线投射到观察面上的LED照明装置,特点是LED照明装置包括一个LED平面光源、一个LED准直透镜和一个自由曲面微反射镜阵列,LED准直透镜设置在显微镜主光轴的侧面,LED准直透镜的光轴与所述的显微镜主光轴平行,LED平面光源设置在LED准直透镜的前方,自由曲面微反射镜阵列设置在LED准直透镜后,自由曲面微反射镜阵列由设置在平面基板上的沿显微镜主光轴的垂线与LED准直透镜的光轴的连接线的方向并行排列的多个自由曲面微反射镜组成,优点在于显微镜观察区照度均匀性较高,照度均匀性不会因为显微镜镜筒距离的变化而减低,照度均匀性始终在85%以上,系统的体积小,安装方便。