掃描電子顯微鏡，英文名稱為SEM，是scanningelectronmicroscope的簡寫。掃描電子顯微鏡主要是利用二次電子信號成像來觀察樣品的表面形態，即用極狹窄的電子束去掃描樣品，通過電子束與樣品的相互作用產生各種效應，其中主要是樣品的二次電子發射。
掃描電子顯微鏡由三大部分組成：真空系統，電子束系統以及成像系統。
真空系統----主要包括真空泵和真空柱兩部分。真空柱是一個密封的柱形容器。真空泵用來在真空柱內產生真空。
電子束系統----電子束系統由電子槍和電磁透鏡兩部分組成，主要用于產生一束能量分布極窄的、電子能量確定的電子束用以掃描成像。電子槍用于產生電子，主要有利用場致發射效應產生電子和利用熱發射效應產生電子兩種。
成像系統----電子經過一系列電磁透鏡成束后，打到樣品上與樣品相互作用，會產生次級電子、背散射電子、歐革電子以及X射線等一系列信號。
所以需要不同的探測器譬如次級電子探測器、X射線能譜分析儀等來區分這些信號以獲得所需要的信息。
掃描電子顯微鏡的原理如下
掃描電鏡的工作原理主要是利用二次電子成像，它工作原理是這樣的：從電子槍燈絲發出的直徑約20～35μm的電子束，受到陽極1～40kV高壓的加速射向鏡筒，并受到第一、二聚光鏡和物鏡的匯聚作用，縮小成直徑約幾十埃的狹窄電子束射到樣品上。
與此同時，偏轉線圈使電子束在樣品上作光柵狀的掃描。電子束與樣品相互作用將產生多種信號，其中最重要的是二次電子。由于控制鏡筒入射電子束的掃描線圈的電路同時也控制顯像管的電子束在屏上的掃描。用這種方法就如電視機屏上的像一樣，一點一點，一線一線地組成了像。
圖像為立體形象，反映了標本的表面結構。為了使標本表面發射出次級電子，標本在固定、脫水后，要噴涂上一層重金屬微粒，重金屬在電子束的轟擊下發出次級電子信號。
