กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนใช้หลักการใดในการขยายวัตถุ
กำลังการแยกส่วนของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแสดงโดยระยะห่างต่ำสุดระหว่างจุดที่อยู่ติดกันสองจุดที่กล้องจุลทรรศน์สามารถแก้ไขได้ ในทศวรรษที่ 1970 ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านอยู่ที่ประมาณ 0.3 นาโนเมตร (กำลังการแยกส่วนของสายตามนุษย์ประมาณ 0.1 มิลลิเมตร) กำลังขยายสูงสุดของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนขณะนี้เกิน 3 ล้านเท่า ในขณะที่กำลังขยายสูงสุดของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงคือประมาณ 2,000 เท่า ดังนั้นอะตอมของโลหะหนักบางชนิดและโครงตาข่ายอะตอมที่จัดเรียงอย่างประณีตในผลึกจึงสามารถสังเกตได้โดยตรงผ่านกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
กำลังการแยกส่วนเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ซึ่งสัมพันธ์กับมุมกรวยตกกระทบและความยาวคลื่นของลำอิเล็กตรอนที่ผ่านตัวอย่าง ความยาวคลื่นของแสงที่ตามองเห็นคือประมาณ 300 ถึง 700 นาโนเมตร และความยาวคลื่นของลำอิเล็กตรอนมีความสัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าที่มีความเร่ง เมื่อแรงดันไฟฟ้าเร่งอยู่ที่ 50 ถึง 100 กิโลโวลต์ ความยาวคลื่นของลำอิเล็กตรอนจะอยู่ที่ประมาณ 0.0053 ถึง 0.0037 นาโนเมตร เนื่องจากความยาวคลื่นของลำอิเล็กตรอนมีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้มาก แม้ว่ามุมกรวยของลำอิเล็กตรอนจะเป็นเพียง 1% ของมุมของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง แต่กำลังการแยกส่วนของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนก็ยังเหนือกว่านั้นมาก ของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนประกอบด้วยสามส่วน: ท่อเลนส์ ระบบสุญญากาศ และตู้จ่ายไฟ กระบอกเลนส์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ เช่น ปืนอิเล็กตรอน เลนส์อิเล็กตรอน ที่ยึดตัวอย่าง หน้าจอฟลูออเรสเซนต์ และกลไกของกล้อง ส่วนประกอบเหล่านี้มักจะประกอบเป็นทรงกระบอกจากบนลงล่าง ระบบสุญญากาศประกอบด้วยปั๊มสุญญากาศเชิงกล ปั๊มกระจาย วาล์วสุญญากาศ ฯลฯ และสูบผ่านท่อส่งก๊าซเชื่อมต่อกับท่อเลนส์ ตู้ไฟประกอบด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงสูง เครื่องควบคุมกระแสไฟฟ้ากระตุ้น และชุดควบคุมการปรับค่าต่างๆ
เลนส์อิเล็กตรอนเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของกระบอกกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน โดยจะใช้สนามไฟฟ้าเชิงพื้นที่หรือสนามแม่เหล็กที่มีความสมมาตรกับแกนของลำกล้องเพื่อโค้งงอวิถีการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนไปทางแกนเพื่อสร้างโฟกัส ฟังก์ชั่นของมันคล้ายกับเลนส์กระจกนูนที่ใช้โฟกัสลำแสงจึงเรียกว่าอิเล็กตรอน เลนส์ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนสมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้เลนส์แม่เหล็กไฟฟ้า สนามแม่เหล็กแรงสูงที่เกิดจากกระแสกระตุ้น DC ที่เสถียรมากที่ไหลผ่านขดลวดที่มีขั้วรองเท้าจะโฟกัสไปที่อิเล็กตรอน
