電子銃で発生させた電子ビームを細かく絞って試料に照射すると，試料から種々の電子が発せられる．このような電子のうち50eV以下の電子は二次電子と呼ばれ，その強度はおもに試料の凹凸を反映する．走査型電子顕微鏡（略称SEM）では，この二次電子の検出信号をCRTの輝度変調信号とし，試料面上の電子ビームの走査と同期してCRT上に表示することにより，試料の拡大形態像を示す．分解能は1～20nm程度であり，光学顕微鏡に比べて極めて高倍率の拡大が可能である．なお，透過電子回折を利用する透過電子顕微鏡（略称TEM）では，分解能が0.2nm程度である．