電子顯微鏡常用的有透射電鏡(transmissionelectronmicroscope，TEM)和掃描電子顯微鏡(scanNIngelectronmicroscope,SEM)。與光鏡相比電鏡用電子束代替了可見光，用電磁透鏡代替了光學透鏡並使用熒光屏將肉眼不可見電子束成像。與光鏡相比電鏡用電子束代替了可見光，用電磁透鏡代替了光學透鏡並使用熒光屏將肉眼不可見電子束成像。在電子顯微鏡中樣本必須在真空中觀察，因此無法觀察活樣本。隨著技術的進步，環境掃面電鏡將逐漸實現直接對活樣本的觀察。在處理樣本時可能會產生樣本本來沒有的結構，這加劇了此後分析影象的難度。由於投射電子顯微鏡只能觀察非常薄的樣本，而有可能物質表面的結構與物質內部的結構不同。此外電子束可能透過碰撞和加熱破壞樣本。現在的最新技術可以在電子顯微鏡中觀察溼的樣本和不塗導電層的樣本(環境掃描電子顯微鏡，Environmental Scanning Electron Microscopes，ESEM)。假如事先對樣本的情況比較清晰的話則可以基本上進行不破壞的觀察。此外電子顯微鏡購買和維護的價格都比較高。