透射電子顯微鏡是把經(jīng)加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品上,，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產(chǎn)生立體角散射,。散射角的大小與樣品的密度,、厚度相關(guān)，因此可以形成明暗不同的影像,，影像將在放大,、聚焦后在成像器件（如熒光屏、膠片,、以及感光耦合組件）上顯示出來(lái),。

　　由于電子的德布羅意波長(zhǎng)非常短，透射電子顯微鏡的分辨率比光學(xué)顯微鏡高的很多,，可以達(dá)到0.1～0.2nm,，放大倍數(shù)為幾萬(wàn)～百萬(wàn)倍。因此，使用透射電子顯微鏡可以用于觀察樣品的精細(xì)結(jié)構(gòu),，甚至可以用于觀察僅僅一列原子的結(jié)構(gòu),，比光學(xué)顯微鏡所能夠觀察到的小的結(jié)構(gòu)小數(shù)萬(wàn)倍。TEM在中和物理學(xué)和生物學(xué)相關(guān)的許多科學(xué)領(lǐng)域都是重要的分析方法,，如癌癥研究,、病毒學(xué)、材料科學(xué),、以及納米技術(shù),、半導(dǎo)體研究等等。

　　在放大倍數(shù)較低的時(shí)候,，TEM成像的對(duì)比度主要是由于材料不同的厚度和成分造成對(duì)電子的吸收不同而造成的,。而當(dāng)放大率倍數(shù)較高的時(shí)候,，復(fù)雜的波動(dòng)作用會(huì)造成成像的亮度的不同,，因此需要專業(yè)知識(shí)來(lái)對(duì)所得到的像進(jìn)行分析,。通過使用TEM不同的模式，可以通過物質(zhì)的化學(xué)特性,、晶體方向,、電子結(jié)構(gòu)、樣品造成的電子相移以及通常的對(duì)電子吸收對(duì)樣品成像,。