電子顯微鏡與光學(xué)顯微鏡的成像原理基本一樣，所不同的是前者用電子束作光源，用電磁場(chǎng)作透鏡。另外，由于電子束的穿透力很弱，因此用于電鏡的標本須制成厚度約50nm左右的超薄切片。這種切片需要用超薄切片機(ultramicrotome)制作。電子顯微鏡的放大倍數最高可達近百萬(wàn)倍、由照明系統、成像系統、真空系統、記錄系統、電源系統5部分構成，如果細分的話(huà):主體部分是電子透鏡和顯像記錄系統，由置于真空中的電子槍、聚光鏡、物樣室、物鏡、衍射鏡、中間鏡、投影鏡、熒光屏和照相機。
電子顯微鏡是使用電子來(lái)展示物件的內部或表面的顯微鏡。高速的電子的波長(cháng)比可見(jiàn)光的波長(cháng)短(波粒二象性)，而顯微鏡的分辨率受其使用的波長(cháng)的限制，因此電子顯微鏡的理論分辨率(約0.1納米)遠高于光學(xué)顯微鏡的分辨率(約200納米)。透射電子顯微鏡(Transmission electron microscope，縮寫(xiě)TEM)，簡(jiǎn)稱(chēng)透射電鏡，是把經(jīng)加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品上，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產(chǎn)生立體角散射。散射角的大小與樣品的密度、厚度相關(guān)，因此可以形成明暗不同的影像，影像將在放大、聚焦后在成像器件(如熒光屏、膠片、以及感光耦合組件)上顯示出來(lái)。由于電子的德布羅意波長(cháng)非常短，透射電子顯微鏡的分辨率比光學(xué)顯微鏡高的很多，可以達到0.1~0.2nm，放大倍數為幾萬(wàn)~百萬(wàn)倍。因此，使用透射電子顯微鏡可以用于觀(guān)察樣品的精細結構，甚至可以用于觀(guān)察僅僅一列原子的結構，比光學(xué)顯微鏡所能夠觀(guān)察到的最小的結構小數萬(wàn)倍。TEM在中和物理學(xué)和生物學(xué)相關(guān)的許多科學(xué)領(lǐng)域都是重要的分析方法，如癌癥研究、病毒學(xué)、材料科學(xué)、以及納米技術(shù)、半導體研究等等。
