電子顯微鏡是根據電子光學原理，用電子束和電子透鏡代替光束和光學透鏡，使物質的細微結構在非常高的放大倍數下成像的儀器。近年來，電鏡的研究和制造有了很大的發展：一方面，電鏡的分辨率不斷提高，透射電鏡的點分辨率達到了0.2-0.3nm，晶格分辨率已經達到0.1nm左右，通過電鏡，人們已經能直接觀察到原子像；另一方面，除透射電鏡外，還發展了多種電鏡，如掃描電鏡、分析電鏡等。電子顯微鏡的分辨本領雖已遠勝于光學顯微鏡，但電子顯微鏡因需在真空條件下工作，所以很難觀察活的生物，而且電子束的照射也會使生物樣品受到輻照損傷。

電子顯微鏡由電子光學系統、真空系統和供電系統三部分組成;

一、電子光學系統

1.電子光學系統主要有電子槍、電子透鏡、樣品架、熒光屏和照相機構等部件，這些部件通常是自上而下地裝配成一個柱體。

2.電子槍是由鎢絲熱陰極、柵極和陰極構成的部件。它能發射并形成速度均勻的電子束，所以加速電壓的穩定度要求不低于萬分之一。

3.電子透鏡是電子顯微鏡鏡筒中最重要的部件，它用一個對稱于鏡筒軸線的空間電場或磁場使電子軌跡向軸線彎曲形成聚焦，其作用與玻璃凸透鏡使光束聚焦的作用相似，所以稱為電子透鏡。現代電子顯微鏡大多采用電磁透鏡，由很穩定的直流勵磁電流通過帶極靴的線圈產生的強磁場使電子聚焦。

二、真空系統

為了保證真在整個通道中只與試樣發生相互作用，而不與空氣分子發生碰撞，因此，整個電子通道從電子槍至照相底板盒都必須置于真空系統之內，一般真空度為10-4～10-7毫米汞柱。

三、 供電系統

透射電鏡需要兩部分電源：一是供給電子槍的高壓部分，二是供給電磁透鏡的低壓穩流部分。電源的穩定性是電鏡性能好壞的一個極為重要的標志。所以，對供電系統的主要要求是產生高穩定的加速電壓和各透鏡的激磁電流。近代儀器除了上述電源部分外，尚有自動操作程序控制系統和數據處理的計算機系統。