Elektronski mikroskop je vrsta mikroskopa koji koristi elektrone, a ne fotone – kao što to čini konvencionalni svjetlosni mikroskop – za snimanje. Budući da elektroni imaju mnogo manju valnu duljinu od fotona, oni pružaju mnogo veće povećanje. Elektroni su sićušni “sateliti” koji kruže oko atomske jezgre i nose električni naboj – te su čestice toliko male da se u fizici često modeliraju kao točke. Ipak, svjetlosni valovi su puno veći, s valnom duljinom od oko 500 nanometara za zelenu boju, na primjer.
Najbolji optički mikroskopi nude samo oko 2000X povećanje uzorka, dok neki elektronski mikroskopi mogu povećati uzorak za 50 milijuna puta; za razliku od toga, tipičnije je 2 milijuna puta. To radi do granice razlučivosti od oko 0.1 nanometar, što omogućuje promatranje pojedinačnih atoma na površini. Ovaj mikroskop je izumljen 1931. godine, kada su prvi radni prototip sagradili Ernst Ruska i Max Knoll. Ruska je na kraju dobio Nobelovu nagradu za fiziku (1986.) za svoje postignuće.
Postoje četiri vrste ovih mikroskopa, od kojih su prva dva najčešća: transmisijski elektronski mikroskop (TEM), skenirajući elektronski mikroskop (SEM), refleksijski elektronski mikroskop (REM) i skenirajući transmisijski elektronski mikroskop (STEM).
TEM je elektronski mikroskop kakav je izvorno izmišljen. Koristeći uzorak koji je polutransparentan za elektrone, elektronska zraka se ispaljuje izravno kroz uzorak. Prijemnik s druge strane mjeri gustoću elektrona u svakoj pojedinoj točki i sastavlja ih u sliku u sivim tonovima. Ovo je slika uzorka.
SEM ima nešto manju rezoluciju od TEM-a, ali je još uvijek najpopularniji tip. Kao što mu ime implicira, ovaj mikroskop skenira snop elektrona preko uzorka. Umjesto analize izvorne zrake radi informacija o sastavu uzorka, senzori pokupe sekundarne elektrone oslobođene s površine uzorka uzbudom iz primarne zrake. Time se žrtvuje određena razlučivost za 3D sliku uzorka. Ovo je više nego vrijedno trgovine..
Većina skenirajućih elektronskih mikroskopa vrlo je skupa za kupnju i održavanje. Zahtijevaju stabilan visokonaponski izvor električne energije, vakuumsku pumpu i rashladne zavojnice. Uzorci se moraju pripremiti, obično premazivanjem tankim slojem vodljivog materijala kao što je zlato.