ข้อดีของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเมื่อเปรียบเทียบกับกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง
แม้ว่าความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจะดีกว่ากล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงมาก แต่ก็เป็นการยากที่จะสังเกตสิ่งมีชีวิตเนื่องจากต้องทำงานภายใต้สภาวะสุญญากาศ และการฉายรังสีของลำอิเล็กตรอนจะทำให้ตัวอย่างทางชีววิทยาได้รับความเสียหายจากการฉายรังสี ปัญหาอื่นๆ เช่น ความสว่างของปืนอิเล็กตรอน และการปรับปรุงคุณภาพของเลนส์อิเล็กตรอน ก็ต้องศึกษากันต่อไป
กำลังการแยกส่วนเป็นดัชนีสำคัญของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ซึ่งสัมพันธ์กับมุมกรวยของการตกกระทบและความยาวคลื่นของลำอิเล็กตรอนที่ผ่านตัวอย่าง ความยาวคลื่นของแสงที่ตามองเห็นคือประมาณ 300 ถึง 700 นาโนเมตร และความยาวคลื่นของลำอิเล็กตรอนมีความสัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าที่มีความเร่ง เมื่อแรงดันไฟฟ้าเร่งอยู่ที่ 50 ถึง 100 kV ความยาวคลื่นของลำอิเล็กตรอนจะอยู่ที่ประมาณ 0.0053 ถึง 0.0037 นาโนเมตร เนื่องจากความยาวคลื่นของลำอิเล็กตรอนมีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้มาก ดังนั้นแม้ว่ามุมกรวยของลำอิเล็กตรอนจะเป็นเพียง 1% ของกล้องจุลทรรศน์แบบออปติคอล ความสามารถในการแก้ปัญหาของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนก็ยังดีกว่ากล้องจุลทรรศน์แบบออปติคอลมาก กล้องจุลทรรศน์.
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนประกอบด้วยสามส่วน: หลอดกระจก ระบบสุญญากาศ และตู้จ่ายไฟ ลำกล้องส่วนใหญ่มีปืนอิเล็กตรอน เลนส์อิเล็กตรอน ที่ยึดตัวอย่าง หน้าจอเรืองแสงและกลไกกล้อง และส่วนประกอบอื่น ๆ ส่วนประกอบเหล่านี้มักจะประกอบจากบนลงล่างเป็นคอลัมน์ ระบบสุญญากาศประกอบด้วยปั๊มสุญญากาศเชิงกล ปั๊มกระจาย และวาล์วสุญญากาศ ฯลฯ และผ่านท่อสูบน้ำที่เชื่อมต่อกับกระบอกกระจก ตู้จ่ายไฟประกอบด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงสูง เครื่องควบคุมกระแสไฟฟ้ากระตุ้น และชุดควบคุมตามกฎระเบียบต่างๆ
เลนส์อิเล็กตรอนเป็นส่วนสำคัญของกระบอกกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ซึ่งมีความสมมาตรกับแกนกระบอกของสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กในอวกาศ เพื่อให้อิเล็กตรอนติดตามแกนของการก่อตัวของการโฟกัสของบทบาทของกระจกนูน เลนส์ที่ทำให้บทบาทของลำแสงในการโฟกัสนั้นคล้ายคลึงกับบทบาทของเลนส์จึงเรียกว่าเลนส์อิเล็กตรอน กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนสมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้เลนส์แม่เหล็กไฟฟ้า โดยกระแสกระตุ้น DC ที่เสถียรมากผ่านขดลวดพร้อมกับโพลชูที่สร้างโดยสนามแม่เหล็กแรงสูงเพื่อโฟกัสอิเล็กตรอน
ปืนอิเล็กตรอนเป็นส่วนประกอบที่ประกอบด้วยแคโทดร้อนทังสเตน ประตู และแคโทด มันปล่อยและสร้างลำอิเล็กตรอนด้วยความเร็วสม่ำเสมอ ดังนั้นความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าเร่งจึงต้องไม่น้อยกว่าหนึ่งในหมื่นส่วน
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนสามารถแบ่งได้เป็นกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสะท้อน และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบปล่อยตามโครงสร้างและการใช้งาน กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านมักใช้ในการสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ธรรมดาไม่สามารถแยกแยะโครงสร้างที่ดีของวัสดุได้ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดใช้เป็นหลักในการสังเกตสัณฐานวิทยาของพื้นผิวแข็ง แต่ยังรวมไปถึง X-ray diffractometer หรืออิเล็กตรอนสเปกโตรมิเตอร์รวมกันเพื่อสร้างไมโครโพรบอิเล็กตรอน ซึ่งใช้สำหรับการวิเคราะห์องค์ประกอบของวัสดุ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบปล่อยเพื่อศึกษาพื้นผิวการปล่อยอิเล็กตรอนในตัวเอง
ลำอิเล็กตรอนของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดไม่ผ่านตัวอย่าง แต่จะสแกนเฉพาะพื้นผิวของตัวอย่างเพื่อกระตุ้นอิเล็กตรอนทุติยภูมิ ผลึกเรืองแสงวาบที่วางอยู่ข้างๆ ตัวอย่างจะได้รับอิเล็กตรอนทุติยภูมิเหล่านี้ ซึ่งได้รับการขยายเพื่อปรับความเข้มของลำอิเล็กตรอนของ CRT ซึ่งจะเปลี่ยนความสว่างบนหน้าจอฟลูออเรสเซนต์ของ CRT ขดลวดโก่งตัวของ CRT จะซิงโครไนซ์กับลำแสงอิเล็กตรอนบนพื้นผิวของตัวอย่าง เพื่อให้หน้าจอฟลูออเรสเซนต์ของ CRT แสดงภาพภูมิประเทศของพื้นผิวตัวอย่าง ซึ่งคล้ายกับหลักการทำงานของโทรทัศน์อุตสาหกรรม
ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดถูกกำหนดโดยเส้นผ่านศูนย์กลางของลำอิเล็กตรอนบนพื้นผิวตัวอย่างเป็นหลัก กำลังขยายคืออัตราส่วนของแอมพลิจูดการสแกนบนท่อต่อแอมพลิจูดการสแกนบนตัวอย่าง ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างต่อเนื่องตั้งแต่นับสิบถึงแสนครั้ง กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดไม่จำเป็นต้องใช้ตัวอย่างที่บางมาก ภาพมีความรู้สึกสามมิติที่แข็งแกร่ง และสามารถวิเคราะห์องค์ประกอบของสารโดยใช้ข้อมูล เช่น อิเล็กตรอนทุติยภูมิ อิเล็กตรอนที่ถูกดูดกลืน และรังสีเอกซ์ที่เกิดจากอันตรกิริยาของลำอิเล็กตรอนกับสาร
การสแกนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนปืนอิเล็กตรอนและกระจกส่องและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านจะเหมือนกันไม่มากก็น้อย แต่เพื่อให้ลำแสงอิเล็กตรอนละเอียดยิ่งขึ้นในกระจกส่องใต้เลนส์ใกล้วัตถุจะถูกเพิ่มและตัวกระจายตัวในเลนส์ใกล้วัตถุคือ ยังมาพร้อมกับชุดตั้งฉากกันสองชุดภายในคอยล์สแกน ห้องเก็บตัวอย่างใต้เลนส์ใกล้วัตถุมีแท่นเก็บตัวอย่างที่สามารถเคลื่อนย้าย หมุน และเอียงได้
