掃描電鏡即掃描電子顯微鏡(SEM)。主要用于觀察樣品的表面形貌、割裂面結構、管腔內表面的結構等。是利用電子射線轟擊樣品表面，引起二次電子等信號的發射，經檢測裝置接收后成像的一類電鏡。
電子槍提供一個穩定的電子源，形成電子束，一般使用鎢絲陰極電子槍，用直徑約為0.1mm的鎢絲，彎成發夾形，形成半徑約為100um的V形。當燈絲電流通過時，燈絲被加熱，達到工作溫度后便發射電子，在陰極和陽極間加有高壓，這些電子則向陽極加速運動，形成電子束。掃描電鏡電子束在高壓電場作用下，被加速通過陽極軸心孔進入電磁透鏡系統。
電磁透鏡由聚光鏡和物鏡組成，其作用是依靠透鏡的電磁場與運動電子相互作用使電子束聚焦，將電子槍發射的電子束10～50um壓縮成5～20nm，縮小到約1/10000。聚光鏡可以改變入射到樣品上電子束流的大小，物鏡決定電子束束斑的直徑。電子光學系統中存在的球差、色差、像散等，都會影響Z終圖像的質量。球差的產生使遠離光軸軌跡上運動的電子比近軸電子受到的聚焦作用更強。克服的方法是在電子光學的光軸中加三級固定光闌擋住發散的電子束，光闌通常采用厚度為0.05mm的鉬片制作，物鏡消像散器提供一個與物鏡不均勻磁場相反的校正磁場，使物鏡Z終形成一個對稱磁場，產生一束細聚焦的電子束。
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