Mikroskopy elektronowe wykorzystują w elektronice szybkie elektrony do tworzenia obrazów próbek. Ponieważ elektrony mają znacznie mniejszą długość fali niż światło, mikroskopy elektronowe mają większą rozdzielczość niż mikroskopy świetlne.
Transmisyjny mikroskop elektronowy to najwcześniejsza innowacja w mikroskopii elektronowej. W transmisyjnym mikroskopie elektronowym wiązka elektronów o wysokim napięciu przechodzi przez próbkę. Niektóre elektrony przechodzą przez wiązkę, podczas gdy niektóre rozpraszają się. Wyłaniające się elektrony przenoszą informacje o strukturze próbki, a soczewka obiektywu mikroskopu powiększa tę informację. Ekran podglądu lub płyta fotograficzna zbiera informacje jako obraz.
Skaningowe mikroskopy elektronowe wykorzystują wiązkę elektronów do sondowania i skanowania prostokątnego przekroju próbki. Gdy wiązka elektronów oddziałuje z próbką, traci energię jako ciepło, światło lub promienie X, które niosą informację o strukturze powierzchni próbki. Ponieważ elektrony skaningowego mikroskopu elektronowego skanują powierzchnię, a nie przechodzą przez próbkę, mikroskop skaningowy może obrazować znacznie grubsze próbki niż transmisyjny mikroskop elektronowy, nawet skanując całe organizmy. Skaningowe mikroskopy elektronowe dają trójwymiarowe obrazy stawonogów i bakterii.
Główną wadą mikroskopów elektronowych jest ich niezdolność do badania organizmów żywych. Mikroskopy świetlne dają doskonałe informacje na temat ruchu mikroorganizmów, ale niezbędne podciśnienie w mikroskopie elektronowym uniemożliwia badanie wszystkiego, co żyje. Również transmisyjne mikroskopy elektronowe często wymagają próbek w bardzo cienkich częściach.
