電子顯微鏡按結構和用途可分為透射式電子顯微鏡、掃描式電子顯微鏡、反射式電子顯微鏡和發射式電子顯微鏡等。
透射式電子顯微鏡常用於觀察那些用普通顯微鏡所不能分辨的細微物質結構；掃描式電子顯微鏡主要用於觀察固體表面的形貌，也能與X射線衍射儀或電子能譜儀相結合，構成電子微探針，用於物質成分分析；發射式電子顯微鏡用於自發射電子錶面的研究。 因電子束穿透樣品後，再用電子透鏡成像放大而得名。它的光路與光學顯微鏡相仿，可以直接獲得一個樣本的投影。透過改變物鏡的透鏡系統人們可以直接放大物鏡的焦點的像。由此人們可以獲得電子衍射像。使用這個像可以分析樣本的晶體結構。在這種電子顯微鏡中，影象細節的對比度是由樣品的原子對電子束的散射形成的。由於電子需要穿過樣本，因此樣本必須非常薄。組成樣本的原子的原子量、加速電子的電壓和所希望獲得的解析度決定樣本的厚度。樣本的厚度可以從數奈米到數微米不等。原子量越高、電壓越低，樣本就必須越薄。樣品較薄或密度較低的部分，電子束散射較少，這樣就有較多的電子透過物鏡光欄，參與成像，在影象中顯得較亮。反之，樣品中較厚或較密的部分，在影象中則顯得較暗。如果樣品太厚或過密，則像的對比度就會惡化，甚至會因吸收電子束的能量而被損傷或破壞。
透射電鏡的解析度為0.1～0.2nm，放大倍數為幾萬～幾十萬倍。由於電子易散射或被物體吸收，故穿透力低，必須製備更薄的超薄切片（通常為50～100nm）。
透射式電子顯微鏡鏡筒的頂部是電子槍，電子由鎢絲熱陰極發射出、透過第一，第二兩個聚光鏡使電子束聚焦。電子束透過樣品後由物鏡成像於中間鏡上，再透過中間鏡和投影鏡逐級放大，成像於熒光屏或照相干版上。中間鏡主要透過對勵磁電流的調節，放大倍數可從幾十倍連續地變化到幾十萬倍；改變中間鏡的焦距，即可在同一樣品的微小部位上得到電子顯微像和電子衍射影象。 掃描電子顯微鏡的電子束不穿過樣品，僅以電子束儘量聚焦在樣本的一小塊地方，然後一行一行地掃描樣本。入射的電子導致樣本表面被激發出次級電子。顯微鏡觀察的是這些每個點散射出來的電子，放在樣品旁的閃爍晶體接收這些次級電子，透過放大後調製映象管的電子束強度，從而改變映象管熒光屏上的亮度。影象為立體形象，反映了標本的表面結構。映象管的偏轉線圈與樣品表面上的電子束保持同步掃描，這樣映象管的熒光屏就顯示出樣品表面的形貌影象，這與工業電視機的工作原理相類似。由於這樣的顯微鏡中電子不必透射樣本，因此其電子加速的電壓不必非常高。
掃描式電子顯微鏡的解析度主要決定於樣品表面上電子束的直徑。放大倍數是映象管上掃描幅度與樣品上掃描幅度之比，可從幾十倍連續地變化到幾十萬倍。掃描式電子顯微鏡不需要很薄的樣品；影象有很強的立體感；能利用電子束與物質相互作用而產生的次級電子、吸收電子和X射線等資訊分析物質成分。
掃描電子顯微鏡的製造是依據電子與物質的相互作用。當一束高能的入射電子轟擊物質表面時，被激發的區域將產生二次電子、俄歇電子、特徵x射線和連續譜X射線、背散射電子、透射電子，以及在可見、紫外、紅外光區域產生的電磁輻射。同時，也可產生電子-空穴對、晶格振動（聲子）、電子振盪（等離子體）。 一般來講的數碼顯微鏡嚴格來說應該屬於光學顯微鏡的範疇。數碼顯微鏡是將精銳的光學顯微鏡技術、先進的光電轉換技術、液晶螢幕技術完美地結合在一起而開發研製成功的一項高科技產品。從而，我們可以對微觀領域的研究從傳統的普通的雙眼觀察到透過顯示器上再現，從而提高了工作效率。
數碼顯微鏡根據資料顯示方式不同可分為兩大類：自帶螢幕數碼顯微鏡和採用計算機顯示的數碼顯微鏡。
自帶螢幕數碼顯微鏡，又可分為三類，1.臺式數碼顯微鏡；2.行動式數碼顯微鏡；3.無線數碼顯微鏡 ；臺式數碼顯微鏡的主要特點是放大倍率相對較高，可以與電子顯微鏡媲美；行動式數碼顯微鏡追求的是隨處可顯微，講究小巧， 1926年漢斯·布什研製了第一個磁力電子透鏡。
1931年厄恩斯特·盧斯卡和馬克斯·克諾爾研製了第一臺透視電子顯微鏡。展示這臺顯微鏡時使用的還不是透視的樣本，而是一個金屬格。1986年盧斯卡為此獲得諾貝爾物理獎。
1934年鋨酸被提議用來加強影象的對比度。
1937年第一臺掃描透射電子顯微鏡推出。一開始研製電子顯微鏡最主要的目的是顯示在光學顯微鏡中無法分辨的病原體如病毒等。
1938年他在西門子公司研製了第一臺商業電子顯微鏡。
1949年可投射的金屬薄片出現後材料學對電子顯微鏡的興趣大增。
1960年代投射電子顯微鏡的加速電壓越來越高來透視越來越厚的物質。這個時期電子顯微鏡達到了可以分辨原子的能力。
1980年代人們能夠使用掃描電子顯微鏡觀察溼樣本。
1990年代中電腦越來越多地用來分析電子顯微鏡的影象，同時使用電腦也可以控制越來越複雜的透鏡系統，同時電子顯微鏡的操作越來越簡單。
電子顯微鏡按結構和用途可分為透射式電子顯微鏡、掃描式電子顯微鏡、反射式電子顯微鏡和發射式電子顯微鏡等。
透射式電子顯微鏡常用於觀察那些用普通顯微鏡所不能分辨的細微物質結構；掃描式電子顯微鏡主要用於觀察固體表面的形貌，也能與X射線衍射儀或電子能譜儀相結合，構成電子微探針，用於物質成分分析；發射式電子顯微鏡用於自發射電子錶面的研究。 因電子束穿透樣品後，再用電子透鏡成像放大而得名。它的光路與光學顯微鏡相仿，可以直接獲得一個樣本的投影。透過改變物鏡的透鏡系統人們可以直接放大物鏡的焦點的像。由此人們可以獲得電子衍射像。使用這個像可以分析樣本的晶體結構。在這種電子顯微鏡中，影象細節的對比度是由樣品的原子對電子束的散射形成的。由於電子需要穿過樣本，因此樣本必須非常薄。組成樣本的原子的原子量、加速電子的電壓和所希望獲得的解析度決定樣本的厚度。樣本的厚度可以從數奈米到數微米不等。原子量越高、電壓越低，樣本就必須越薄。樣品較薄或密度較低的部分，電子束散射較少，這樣就有較多的電子透過物鏡光欄，參與成像，在影象中顯得較亮。反之，樣品中較厚或較密的部分，在影象中則顯得較暗。如果樣品太厚或過密，則像的對比度就會惡化，甚至會因吸收電子束的能量而被損傷或破壞。
透射電鏡的解析度為0.1～0.2nm，放大倍數為幾萬～幾十萬倍。由於電子易散射或被物體吸收，故穿透力低，必須製備更薄的超薄切片（通常為50～100nm）。
透射式電子顯微鏡鏡筒的頂部是電子槍，電子由鎢絲熱陰極發射出、透過第一，第二兩個聚光鏡使電子束聚焦。電子束透過樣品後由物鏡成像於中間鏡上，再透過中間鏡和投影鏡逐級放大，成像於熒光屏或照相干版上。中間鏡主要透過對勵磁電流的調節，放大倍數可從幾十倍連續地變化到幾十萬倍；改變中間鏡的焦距，即可在同一樣品的微小部位上得到電子顯微像和電子衍射影象。 掃描電子顯微鏡的電子束不穿過樣品，僅以電子束儘量聚焦在樣本的一小塊地方，然後一行一行地掃描樣本。入射的電子導致樣本表面被激發出次級電子。顯微鏡觀察的是這些每個點散射出來的電子，放在樣品旁的閃爍晶體接收這些次級電子，透過放大後調製映象管的電子束強度，從而改變映象管熒光屏上的亮度。影象為立體形象，反映了標本的表面結構。映象管的偏轉線圈與樣品表面上的電子束保持同步掃描，這樣映象管的熒光屏就顯示出樣品表面的形貌影象，這與工業電視機的工作原理相類似。由於這樣的顯微鏡中電子不必透射樣本，因此其電子加速的電壓不必非常高。
掃描式電子顯微鏡的解析度主要決定於樣品表面上電子束的直徑。放大倍數是映象管上掃描幅度與樣品上掃描幅度之比，可從幾十倍連續地變化到幾十萬倍。掃描式電子顯微鏡不需要很薄的樣品；影象有很強的立體感；能利用電子束與物質相互作用而產生的次級電子、吸收電子和X射線等資訊分析物質成分。
掃描電子顯微鏡的製造是依據電子與物質的相互作用。當一束高能的入射電子轟擊物質表面時，被激發的區域將產生二次電子、俄歇電子、特徵x射線和連續譜X射線、背散射電子、透射電子，以及在可見、紫外、紅外光區域產生的電磁輻射。同時，也可產生電子-空穴對、晶格振動（聲子）、電子振盪（等離子體）。 一般來講的數碼顯微鏡嚴格來說應該屬於光學顯微鏡的範疇。數碼顯微鏡是將精銳的光學顯微鏡技術、先進的光電轉換技術、液晶螢幕技術完美地結合在一起而開發研製成功的一項高科技產品。從而，我們可以對微觀領域的研究從傳統的普通的雙眼觀察到透過顯示器上再現，從而提高了工作效率。
數碼顯微鏡根據資料顯示方式不同可分為兩大類：自帶螢幕數碼顯微鏡和採用計算機顯示的數碼顯微鏡。
自帶螢幕數碼顯微鏡，又可分為三類，1.臺式數碼顯微鏡；2.行動式數碼顯微鏡；3.無線數碼顯微鏡 ；臺式數碼顯微鏡的主要特點是放大倍率相對較高，可以與電子顯微鏡媲美；行動式數碼顯微鏡追求的是隨處可顯微，講究小巧， 1926年漢斯·布什研製了第一個磁力電子透鏡。
1931年厄恩斯特·盧斯卡和馬克斯·克諾爾研製了第一臺透視電子顯微鏡。展示這臺顯微鏡時使用的還不是透視的樣本，而是一個金屬格。1986年盧斯卡為此獲得諾貝爾物理獎。
1934年鋨酸被提議用來加強影象的對比度。
1937年第一臺掃描透射電子顯微鏡推出。一開始研製電子顯微鏡最主要的目的是顯示在光學顯微鏡中無法分辨的病原體如病毒等。
1938年他在西門子公司研製了第一臺商業電子顯微鏡。
1949年可投射的金屬薄片出現後材料學對電子顯微鏡的興趣大增。
1960年代投射電子顯微鏡的加速電壓越來越高來透視越來越厚的物質。這個時期電子顯微鏡達到了可以分辨原子的能力。
1980年代人們能夠使用掃描電子顯微鏡觀察溼樣本。
1990年代中電腦越來越多地用來分析電子顯微鏡的影象，同時使用電腦也可以控制越來越複雜的透鏡系統，同時電子顯微鏡的操作越來越簡單。