電子顯微鏡是根據電子光學原理，用電子束和電子透鏡代替光束和光學透鏡，使物質的細微結構在非常高的放大倍數下成像的儀器。近年來，電鏡的研究和製造有了很大的發展：一方面，電鏡的解析度不斷提高，透射電鏡的點解析度達到了0.2-0.3nm，晶格解析度已經達到0.1nm左右，透過電鏡，人們已經能直接觀察到原子像；另一方面，除透射電鏡外，還發展了多種電鏡，如掃描電鏡、分析電鏡等。

一、透射電子顯微鏡的成像原理

1.吸收像：當電子射到質量、密度大到樣品時，主要的成相作用是散射作用。樣品上質量厚度大的地方對電子的散射角大，透過的電子較少，像的亮度較暗。早期的透射電子顯微鏡都是基於這種原理。

2.衍射像：電子束被樣品衍射後，樣品不同位置的衍射波振幅分佈對應於樣品中晶體各部分不同的衍射能力，當出現晶體缺陷時，缺陷部分的衍射能力與完整區域不同，從而使衍射波的振幅分佈不均勻，反映出晶體缺陷的分佈。

3.相位像：當樣品薄至100Å以下時，電子可以穿過樣品，波的振幅變化可以忽略，成像來自於相位的變化。

二、掃描電子顯微鏡成像原理

掃描電子顯微鏡透過用聚焦電子束掃描樣品的表面來產生樣品表面的影象。

電子與樣品中的原子相互作用，產生包含關於樣品的表面測繪學形貌和組成的資訊的各種訊號。電子束通常以光柵掃描圖案掃描，並且光束的位置與檢測到圖案掃描的訊號組合以產生影象。

以上內容就是對電子顯微鏡的基本原理的介紹了，電子顯微鏡的分辨本領雖已遠勝於光學顯微鏡，但電子顯微鏡因需在真空條件下工作，所以很難觀察活的生物，而且電子束的照射也會使生物樣品受到輻照損傷。