使用電子顯微鏡 (EM)可以觀察到一個比我們用肉眼甚至常見光學顯微鏡所見的，小得多的世界。電子顯微鏡使用電子幫助我們“觀察”細微物體，這與用光束在光學顯微鏡下觀察我們的周圍或物體是一個原理。借助電子顯微鏡，我們可以看到羽毛狀的昆蟲鱗屑、細胞的內部結構、單個蛋白質甚至是金屬合金中的單個原子。
Z常見的兩種電子顯微鏡分別是透射電子顯微鏡 (TEM) 和掃描電子顯微鏡(SEM)，但這兩種儀器的區別可謂非常細微。本回答中，我們將提供一些基礎入門知識，以幫助初學者使用這一強大的技術。
掃描電子顯微鏡(SEM)
想象您拿著一個亮度微弱的手電筒，身處一間暗室中。為了探查您的周圍環境，您可能會從左到右和從上到下用光線掃遍房間，就像在閱讀一本書一樣。SEM 的原理與此類似，也是用電子束掃遍樣本并記錄反彈回來的電子。使用該技術，您可以觀察幾乎任何樣本的表面，從工業金屬到地理樣本再到生物標本，如孢子、昆蟲和細胞。雖然使用 SEM 觀察能力無法達到 TEM 的細節程度，但 SEM 速度要快很多、限制更少，有時在有限或沒有樣本制備的情況下就能進行觀察。
透射電子顯微鏡(TEM)
在劇院播放電影時，光線是透過膠片的圖像傳輸的。在光束穿透的過程中，光經圖像修改，使膠片上的內容得以顯示。TEM 的原理與此相同，但它的電子是穿透（透射）超薄樣本而達到下面的檢測器。使用 TEM，您可以觀察到小到單個原子的細節信息，從而以Z高的分辨率展示了詳細的結構信息。隨著電子穿透物體，您還可以了解樣本的內部結構，而這一點 SEM 無法實現。但是，TEM 只適用于薄到電子能夠穿透的樣本類型。這一變薄過程頗具技術難度，需要使用額外工具實現。
總體而言，TEM 可實現無可比擬的細節程度，但只適用于部分標本類型，且比 SEM 的使用要求更嚴苛。值得注意的是，諸如 cryo-EM（冷凍電子顯微鏡）（通常用于觀察玻化、無定形狀態的生物標本）的更先進技術，已經大幅擴展了 TEM 的功能。特別是，醫療保健行業可從 cryo-EM 目前揭示的分子及細胞級細節和機制信息中獲益。
一般來說，如果您想觀察相對大片區域，并且只需要了解表面的細節，SEM 是您的理想之選。如果您想以近似原子級的分辨率了解細微樣本的內部細節，就要使用 TEM。
