掃描式電子顯微鏡的電子波長在1A以下，因此它具有較光學(xué)顯微鏡佳的解析度。、由德布各利關(guān)係式（De Broglie Relation）可知，電子受高壓加速時，
其波長與加速電壓有如下之關(guān)係：

λ= 12.26/√V (A)

當(dāng)V = 30KV，λ= 0.0707 A

當(dāng)V = 60KV，λ= 0.0501 A

就如同光學(xué)顯微鏡之玻璃透鏡一樣，在電子顯微鏡上是利用磁場作透鏡，但磁場必須在電子束的方向形成局部軸向?qū)ΨQ磁場，則電子通過時宛如光線通過玻璃透鏡一般，唯一區(qū)別為電子受磁場作用，其行進路線為螺旋狀。可利用弗來明右手定則可確定其旋轉(zhuǎn)方向。此種電子顯微鏡專用的電磁透鏡，常見的缺陷如下：包括（1）繞射像差（Diffraction Aberration）；（2）球面像差（Spherical Aberration）；（3）散光像差（Astigmatism）；及（4）色像差（Chromatic Aberration）等。

假設(shè)電子束經(jīng)由完美之透鏡聚焦到試片表面成為一點，此時顯現(xiàn)在CRT上的為一影像點。然而沒有透鏡是完美的，因此也就不可能聚焦成一點。一般電子顯微鏡增加景深的方法：包括（1）採用低倍率；（2）將束斑直徑變小（光束聚焦）；及（3）減小孔徑角（使用較小的孔徑）。

掃描電鏡的基本原理與電視相同，它是利用加熱燈絲（鎢絲）所發(fā)射出來之電子束（Electron Beam），經(jīng)柵極（Wehnelt Cylinder）靜電聚焦之后，形成一約10μm～50μm大小之點光源，在陽極之加速電壓（0.2KV～40KV）的作用下，經(jīng)過2至3個電磁透鏡所組成的電子光學(xué)系統(tǒng)，將匯聚成一直徑細小約5nm～10nm之電子射束，聚焦在試件表面。又由于在末級透鏡上裝有掃描線圈，能使電子射束在試件上掃描，高能電子射束與物質(zhì)之交互作用，即電子彈性碰撞與非彈性碰撞之效果，其結(jié)果產(chǎn)生了各種訊號如二次電子（SE：Secondary Electrons）、背向散射電子（Be：Backscattered Electrons；又稱背反電子）、吸收電子（AE：Absorbed Electrons）、透射電子（TE：Transmitted Electrons）、X射線及陰極螢光（Cathode Luminescence）。圖3-11上面部分為入射光撞及到試件后所生成之各種訊號之示意圖；下面部分為各種訊號在試件內(nèi)部的產(chǎn)生區(qū)域。圖中可見其作用區(qū)呈燈泡型且隨入射電子能量之增加而更深廣。  

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