掃描電鏡是一種用于高分辨率微區形貌分析的大型精密儀器，它可以利用聚焦很窄的高能電子束來掃描樣品來觀察物質微觀形貌表征。具體而言，電子槍發射出的電子束經過聚焦后匯聚成點光源；點光源在加速電壓下形成高能電子束；高能電子束經由兩個電磁透鏡被聚焦成直徑微小的光點，在透過最后一級帶有掃描線圈的電磁透鏡后，電子束以光柵狀掃描的方式逐點轟擊到樣品表面，同時激發出不同深度的電子信號。此時，電子信號會被樣品上方不同信號接收器的檢測器接收，通過光電倍增管同步傳送到電腦顯示屏，形成實時成像記錄并進行分析。綜合而言，掃描電鏡具有景深大、分辨率高,成像直觀、立體感強、放大倍數范圍寬以及待測樣品可在三維空間內進行旋轉和傾斜等特點，目前已被廣泛應用于生命科學、物理學、化學、司法、地球科學、材料學以及工業生產等領域的微觀研究。
掃描電鏡按照電子槍種類可分為鎢燈絲/六硼化鑭燈絲/熱場發射/冷場發射掃描電鏡。電子槍的必要特性是亮度高、電子能量散布小，常用的電子槍有鎢燈絲（熱發射）、六硼化鑭燈絲（熱發射）、熱場發射、冷場發射四種。場發射掃描電鏡的分辨率、亮度等性能指標通常要優于熱發射掃描電鏡，但使用條件往往更為嚴苛、價格更為昂貴。
掃描電鏡的核心性能指標為分辨率。對成像而言，它是指能分辨兩點之間的最小距離；對微區成分分析而言，它是指能分析的最小區域。掃描電鏡的分辨率通過測定圖像中兩個顆粒（或區域）間的最小距離來確定的，在已知放大倍數的條件下，把在圖像上測到的最小間距除以放大倍數所得數值即為分辨率。根據分辨率的不同，場發射掃描電鏡可以分為極高分辨（XHR）、超高分辨（UHR）、高分辨（HR）、入門級（EL）這四個級別。
