Microscoapele electronice utilizează electroni de mare viteză într-un vid pentru a forma imagini ale probelor. Deoarece electronii au o lungime de undă mult mai mică decât lumina, microscoanele electronice au o rezoluție mai mare decât microscoapele luminoase.
Microscopul electronic de transmisie este cea mai veche inovatie in microscopia electronica. Într-un microscop cu transmisie electronică, un fascicul de electroni de înaltă tensiune trece printr-un eșantion. Unii dintre electroni trec prin fascicul în timp ce unii se împrăștie. Electronii emergenți transmit informații despre structura specimenului, iar obiectivul obiectivului microscopului mărește această informație. Un ecran de vizionare sau o placă fotografică colectează informațiile ca imagine.
Microscoapele electronice de scanare folosesc un fascicul de electroni pentru a sonda și a scana o secțiune dreptunghiulară dintr-o probă. Pe măsură ce fasciculul de electroni interacționează cu specimenul, acesta pierde energie sub formă de căldură, lumină sau raze X care furnizează informații despre structura suprafeței specimenului. Deoarece electronii unui microscop cu scanare electronică scanează suprafața în loc să treacă printr-un eșantion, microscoanele de scanare pot să-și imagineze specimenele mult mai groase decât un microscop cu transmisie electronică, chiar scanând organisme întregi. Microscoapele electronice de scanare produc imagini tridimensionale ale artropodelor și bacteriilor.
Dezavantajul major al microscoapelor electronice este incapacitatea lor de a studia organisme vii. Microscoapele de lumină oferă informații excelente despre mișcarea microorganismelor, dar vidul necesar al unui microscop electronic împiedică studiul a ceea ce trăiește. De asemenea, microscoapele electronice de transmisie necesită adesea probe în secțiuni foarte subțiri.