ปฏิสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนกับสสารเป็นรากฐานสำหรับการผลิตกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด อิเล็กตรอนทุติยภูมิ อิเล็กตรอนของสว่าน รังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะและรังสีเอกซ์ต่อเนื่อง อิเล็กตรอนที่กระจายกลับ อิเล็กตรอนที่ส่งผ่าน และรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงที่มองเห็นได้ รังสีอัลตราไวโอเลต และอินฟราเรด ล้วนเกิดขึ้นเมื่อลำแสงของอิเล็กตรอนที่ตกกระทบพลังงานสูงพุ่งใส่พื้นผิวของ เรื่อง. การสั่นแบบแลตทิซ (โฟนัน) การสั่นของอิเล็กตรอน (พลาสมา) และคู่อิเล็กตรอน-โฮลสามารถเกิดขึ้นได้ในเวลาเดียวกัน ตามทฤษฎีแล้ว ลักษณะทางกายภาพและเคมีหลายอย่างของตัวตัวอย่างเอง รวมถึงรูปร่าง องค์ประกอบ โครงสร้างผลึก โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ และสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กภายใน สามารถกำหนดได้โดยการใช้ประโยชน์จากอันตรกิริยาระหว่างอิเล็กตรอนและสสาร
เพื่อสร้างลำแสงอิเล็กตรอนที่มีพลังงาน ความเข้ม และเส้นผ่านศูนย์กลางเฉพาะจุดบนพื้นผิวของตัวอย่าง ปืนใหญ่อิเล็กตรอนจะปล่อยลำแสงอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงถึง 30 keV ซึ่งจะถูกลดขนาดและโฟกัสโดยเลนส์ที่มาบรรจบกันและเลนส์ใกล้วัตถุ . ลำแสงอิเล็กตรอนที่ตกกระทบจะแรสเตอร์แบบจุดต่อจุดสแกนพื้นผิวของตัวอย่างภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กของขดลวดสแกนในช่วงเวลาและพื้นที่ที่กำหนด อิเล็กตรอนทุติยภูมิถูกกระตุ้นจากอิเล็กทรอนิกส์ตัวอย่างอันเป็นผลมาจากการที่อิเล็กตรอนตกกระทบสัมผัสกับพื้นผิวของตัวอย่าง ฟังก์ชันตัวเก็บอิเล็กตรอนทุติยภูมิทำให้สามารถจับอิเลคตรอนทุติยภูมิที่ปล่อยออกมาได้ทุกทิศทาง
จากนั้นจึงขับเคลื่อนโดยอิเล็กโทรดเร่งความเร็วไปยังเครื่องเรืองแสงวาบเพื่อแปลงเป็นสัญญาณออปติคัล ก่อนที่จะเดินทางตามท่อแสงไปยังท่อโฟโตมัลติพลายเออร์เพื่อรับการแปลงสัญญาณแสงอีกครั้ง เพื่อส่งสัญญาณไฟฟ้า เครื่องขยายสัญญาณวิดีโอจะขยายสัญญาณไฟฟ้านี้ ซึ่งจะถูกส่งไปยังตารางของหลอดภาพเพื่อควบคุมความสว่างและแสดงภาพอิเล็กตรอนทุติยภูมิที่สะท้อนความผันผวนของพื้นผิวของตัวอย่างบนหน้าจอเรืองแสง
กระบวนการสร้างภาพที่ใช้ในการถ่ายภาพแบบ TEM ซึ่งใช้การถ่ายภาพด้วยเลนส์แม่เหล็กและเสร็จสิ้นทั้งหมดในคราวเดียวนั้นแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง
ระบบแสงอิเล็กตรอน ระบบสแกน ระบบตรวจจับสัญญาณ ระบบแสดงผล แหล่งจ่ายไฟ และระบบสุญญากาศประกอบขึ้นเป็นส่วนใหญ่ของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด กราฟิกแสดงแผนผังของการก่อสร้าง ในการทดสอบกาว มีการใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดบ่อยที่สุด
