Transmisiona elektronska mikroskopija (TEM) je tehnologija snimanja u kojoj snopovi elektrona prolaze kroz vrlo tanke uzorke. Kako se elektroni prenose kroz uzorak i stupaju u interakciju s njegovom strukturom, slika se razlučuje koja se povećava i fokusira na medij za snimanje, kao što je fotografski film ili fluorescentni zaslon, ili je snimljena posebnom CCD kamerom. Budući da elektroni koji se koriste u transmisijskoj elektronskoj mikroskopiji imaju vrlo malu valnu duljinu, TEM-ovi mogu snimati u mnogo većim razlučivostima od konvencionalnih optičkih mikroskopa koji ovise o svjetlosnim zrakama. Zbog svoje veće moći razlučivanja, TEM-ovi imaju važnu ulogu u područjima virologije, istraživanja raka, proučavanja materijala te u istraživanju i razvoju mikroelektronike.
Prvi TEM prototip izgrađen je 1931. godine, a do 1933. godine demonstrirana je jedinica s razlučivom moći većom od svjetlosti koristeći slike pamučnih vlakana kao probni uzorak. Tijekom sljedećih nekoliko desetljeća, mogućnosti snimanja transmisione elektronske mikroskopije su poboljšane, što je tehnologiju učinilo korisnom u proučavanju bioloških uzoraka. Nakon uvođenja prvog elektronskog mikroskopa u Njemačkoj 1939., daljnji razvoj događaja odgodio je Drugi svjetski rat, u kojem je bombardiran ključni laboratorij i dva istraživača su umrla. Nakon rata uveden je prvi elektronski mikroskop sa povećanjem od 100k. Njegov temeljni višestupanjski dizajn još uvijek se može pronaći u modernoj transmisijskoj elektronskoj mikroskopiji.
Kako je TEM tehnologija sazrijevala, srodna tehnologija, skenirajuća transmisiona elektronska mikroskopija (STEM), dorađena je 1970-ih. Razvoj pištolja za emisiju polja i poboljšane leće objektiva omogućili su snimanje atoma pomoću STEM-a. Velik dio razvoja STEM tehnologije rezultat je napretka u transmisijskoj elektronskoj mikroskopiji.
TEM obično uključuje tri stupnja leće: kondenzirajuću leću, objektiv objektiva i leću projektora. Primarni snop elektrona formira kondenzirajuća leća, dok leća objektiva fokusira snop koji prolazi kroz uzorak. Projicirajuća leća proširuje zraku i projicira je na uređaj za obradu slike, kao što je elektronički ekran ili film. Druge specijalizirane leće koriste se za ispravljanje izobličenja zraka. Energetsko filtriranje također se koristi za ispravljanje kromatske aberacije, oblika izobličenja uzrokovanog nemogućnošću leće da fokusira sve boje spektra na istoj točki konvergencije.
Dok se različiti sustavi transmisijske elektronske mikroskopije razlikuju po svom specifičnom dizajnu, imaju nekoliko zajedničkih komponenti i faza. Prvi od njih je vakuumski sustav koji generira struju elektrona i uključuje elektrostatičke ploče i leće s kojima operater može usmjeriti zraku. Stadij uzorka uključuje zračne komore koje omogućuju umetanje predmeta koji se proučava u mlaz. Mehanizmi u ovoj fazi dopuštaju pozicioniranje uzorka za optimalan pogled. Elektronski top se koristi za “pumpanje” struje elektrona kroz TEM. Konačno, elektronska leća, koja djeluje slično optičkoj leći, reproducira ravninu objekta.