电子显微镜常用的有透射电镜(transmissionelectronmicroscope，TEM)和扫描电子显微镜(scanningelectronmicroscope,SEM)。与光镜相比电镜用电子束代替了可见光，用电磁透镜代替了光学透镜并使用荧光屏将肉眼不可见电子束成像。与光镜相比电镜用电子束代替了可见光，用电磁透镜代替了光学透镜并使用荧光屏将肉眼不可见电子束成像。
在电子显微镜中样本必须在真空中观察，因此无法观察活样本。随着技术的进步，环境扫面电镜将逐渐实现直接对活样本的观察。在处理样本时可能会产生样本本来没有的结构，这加剧了此后分析图像的难度。由于投射电子显微镜只能观察非常薄的样本，而有可能物质表面的结构与物质内部的结构不同。此外电子束可能通过碰撞和加热破坏样本。
现在的最新技术可以在电子显微镜中观察湿的样本和不涂导电层的样本(环境扫描电子显微镜，Environmental Scanning Electron Microscopes，ESEM)。假如事先对样本的情况比较清晰的话则可以基本上进行不破坏的观察。
此外电子显微镜购买和维护的价格都比较高。
