SEM mikroskop je vrsta mikroskopa koji koristi snop elektrona u kombinaciji s detektorima za pregled vrlo malih područja. Uređaj se obično naziva SEM, jer su slova akronim za ispravan naziv mikroskopa – skenirajući elektronski mikroskop. Ovaj tip mikroskopa iznimno je moćan i ima prosječnu korisnu razlučivost između 7 nm i 3 nm, iako su postignute niže razlučivosti.
SEM rade tako što tumače podatke iz detektora kada je snop elektrona usmjeren na uzorak. Elektronski snop generira filament unutar SEM-ovog elektronskog pištolja, a zatim putuje niz stupac prema uzorku. Dok su u stupcu, put elektrona se pomiče, kondenzira, blokira i/ili mijenja raznim dijelovima kako bi se poboljšala slika. Stupac se otvara u komoru uzorka, gdje snop elektrona udara u uzorak. Elektroni koje uzorak oslobodi ili reflektira udarit će u detektore koji se nalaze u komori uzorka. Rezultati udara se zatim koriste za stvaranje visoko uvećanih slika uzorka.
Elektroni koje oslobađa uzorak u SEM-u mogu se detektirati na mnogo različitih načina; tri su najčešća, međutim, putem backscatter, sekundarnog i rendgenskog snimanja. Povratno raspršeni elektroni (BSE) imaju tendenciju prodiranja duboko u površinu uzorka, a slike dobivene njihovom detekcijom mogu lakše pokazati kontrast u materijalima unutar tvari. Sekundarni elektroni koriste se za proizvodnju slika površine uzorka i mogu rezultirati zapanjujućim 3-D prikazima. Rendgenski detektori mogu odrediti koji elementi čine određeni dio uzorka, a često se koriste u forenzici. Postoje i druge metode detekcije, a uključuju katodoluminiscenciju i detekciju pužem.
“S” u SEM-u označava skeniranje, jedan aspekt koji razlikuje SEM od drugih vrsta elektronskih mikroskopa. Umjesto korištenja fiksnog snopa elektrona, SEM koristi snop koji se kreće preko željenog područja u onome što je poznato kao rasterski uzorak (rastering). Rastering pruža mnoge prednosti i jedan je od razloga zašto slike proizvedene sekundarnim detektorom imaju gotovo 3-D kvalitetu.
SEM se koriste u mnogim različitim područjima istraživanja, ali su vjerojatno najpoznatiji po ulozi koju imaju u forenzičkoj znanosti. Jedna od metoda za testiranje na ostatke pucnjave uključuje brisanje stražnje strane palca, trake i prsta na okidaču; bris se zatim analizira pomoću detekcije povratnog raspršenja, a područja od interesa se ispituju detekcijom rendgenskih zraka kako bi se utvrdilo od čega su napravljeni. Detekcija povratnog raspršenja također se može koristiti za ispitivanje površinskog sastava objekta, a anomalna područja mogu se testirati pomoću detekcije rendgenskih zraka kako bi se pronašli nepoželjni materijali poput olova.