利用电子束对样品放大成像的显微镜，称为电子显微镜（简称电镜）。电镜的放大倍率可达百万，可分辨样品的最小细节为零点几个纳米，而光学显微镜的放大倍率不过几千倍，其分辨率在理论上不能小于0.2um，这是因为受光波波长的局限，即可见光的波长不能小于400nm。为此，它促使人们去寻找更短波长的照明物质。 
   根据波动学说，运动着的电子可以看作是一种电子波。电子运动的速度越高，电子波的波长越短。例如受200kv高压加速的电子，其波长仅为0.0025nm。这表明电子是一种理想的新光源。此外，20世纪20—30年代，证实了轴对称分布的电磁场具有能使电子束偏转、聚焦的作用，从而找到了相当于光学显微镜中的透镜——— 电子透镜。这就是具有高分辨率的电子显微镜产生的基础。 
    电子显微镜分为透射电镜和扫描电镜两大类：透射电镜的工作原理和普通光学显微镜非常相似，包括照明系统、成像系统和观察、照相室等；扫描电镜利用从块状样品表面收集到的信号电子成像，因此相当于一种“反射式”显微镜（个别情况下也可采用透射模式）。