I microscopi elettronici utilizzano gli elettroni ad alta velocità nel vuoto per formare immagini di campioni. Poiché gli elettroni hanno una lunghezza d'onda molto più piccola della luce, i microscopi elettronici hanno una risoluzione maggiore rispetto ai microscopi ottici.
Il microscopio elettronico a trasmissione è la prima innovazione nella microscopia elettronica. In un microscopio elettronico a trasmissione, un fascio di elettroni ad alta tensione passa attraverso un campione. Alcuni elettroni passano attraverso il raggio mentre alcuni si disperderanno. Gli elettroni emergenti portano informazioni sulla struttura del campione e la lente dell'obiettivo del microscopio ingrandisce queste informazioni. Uno schermo o una lastra fotografica raccoglie le informazioni come immagini.
I microscopi elettronici a scansione utilizzano un fascio di elettroni per sondare e scansionare una sezione rettangolare di un campione. Quando il fascio di elettroni interagisce con il campione, perde energia sotto forma di calore, luce o raggi X che trasmettono informazioni sulla struttura superficiale del campione. Poiché gli elettroni di un microscopio elettronico a scansione scansionano la superficie anziché passare attraverso un campione, i microscopi a scansione possono presentare campioni molto più spessi rispetto a un microscopio elettronico a trasmissione, persino scansionando interi organismi. I microscopi elettronici a scansione producono immagini tridimensionali di artropodi e batteri.
Il principale svantaggio dei microscopi elettronici è la loro incapacità di studiare gli organismi viventi. I microscopi ottici forniscono eccellenti informazioni sul movimento dei microrganismi, ma il vuoto necessario di un microscopio elettronico impedisce lo studio di qualsiasi cosa viva. Inoltre, i microscopi elettronici a trasmissione spesso richiedono che i campioni siano in sezioni molto sottili.
