利用透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy TEM）可以直接获取一个样本的投影。在这种电子显微镜中电子穿过样本，所以样本必须很薄。构成样本的原子的原子量、加速电子的电压和所有望获取的分辨率决意样本的厚度。样本的厚度可以从数纳米到数微米不等。原子量越高、电压越低，样本就必须越薄。

　　通过改变物镜的透镜体系人们可以直接放大物镜的焦点的像。由此人们可以获取电子衍射像。应用这个像可以剖析样本的晶体结构。在能量过滤透过式电子显微镜（Energy Filtered Transmission Electron Microscopy，EFTEM）中人们测量电子通过样本时的速度改变。由此可以推测出样本的化学构成，比如化学元素在样本内的分布。

　　扫描电子显微镜（Scanning electron microscope，SEM）中的电子束尽量聚焦在样本的一小块处所，而后一行一行地扫描样本。入射的电子导致样本表面发放出电子，显微镜调查的是这些每个点散射出来的电子。由于这样的显微镜中电子无谓透射样本，所以其电子加速的电压无谓很高。场发射扫描电子显微镜是一种比较简单的电子显微镜，它调查样本上因强电场导致的场发射所发放出来的电子。