光學(xué)顯微鏡是一個(gè)大家族，有通過(guò)透射光成像的透射光學(xué)顯微鏡，也有通過(guò)反射光成像的金相顯微鏡。與之對(duì)應(yīng)，電子顯微鏡也有透射電子成像的透射電子顯微鏡和通過(guò)搜集“反射”電子的掃描電鏡。當(dāng)要進(jìn)行納米或更小尺度的成像時(shí)，通常需要借助電子顯微鏡。

　　對(duì)于電子成像，如果要實(shí)現(xiàn)類似光鏡的直接成像，需要使用能透過(guò)電子的薄樣品(厚度一般在100 nm以內(nèi))。在透射電鏡中，電子透過(guò)薄樣品產(chǎn)生質(zhì)厚襯度的機(jī)理與光束穿過(guò)透明樣品的吸收像相似。正因?yàn)榕c光鏡的相似性，透射電鏡要早于掃描電鏡出現(xiàn)。

　　但是在日常應(yīng)用中，薄樣品的制備是非常麻煩的，往往需要拋光、減薄、電解拋光、離子束研磨、FIB等手段，耗時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢。如果僅僅觀察樣品表面則沒(méi)有必要制備薄樣品。掃描成像可以建立物與像之間空間位置的點(diǎn)與點(diǎn)對(duì)應(yīng)，可以進(jìn)行能譜面分布，EBSD取向分析等。

　　總之，通常針對(duì)厚樣品和用于觀察表面時(shí)，使用電子束進(jìn)行掃描成像，收集“反射”電子的掃描電鏡得到更為廣泛的使用。此外，掃描電鏡的成本，操作和維護(hù)成本遠(yuǎn)低于透射電鏡。

　　掃描電鏡也逐漸形成了自己的小家族。如果按電子源區(qū)分，掃描電鏡分為使用熱發(fā)射槍的鎢燈絲掃描電鏡和使用場(chǎng)發(fā)射槍的場(chǎng)發(fā)射電鏡，場(chǎng)發(fā)射電鏡又進(jìn)一步分為冷場(chǎng)和熱場(chǎng)掃描電鏡(詳見(jiàn)4.3節(jié))。

　　掃描電鏡的樣品倉(cāng)大多工作在較高真空狀態(tài)，為了適應(yīng)生物樣品、防止荷電和原位等用途，也有工作在低真空狀態(tài)、使用壓差光闌的掃描電鏡，即環(huán)境掃描電鏡(Environmental scanning electron microscope，簡(jiǎn)稱ESEM)或者可變真空掃描電鏡(Variable pressure scanning electron microscope，簡(jiǎn)稱VPSEM)。

　　在半導(dǎo)體工業(yè)中，測(cè)量器件納米線寬的CD-SEM(Critical dimension SEM)。近年來(lái)還出現(xiàn)了占地小、更為緊湊、更為易用的臺(tái)式掃描電鏡。

　　還有一些儀器不叫掃描電鏡，但是它們的功能是基于掃描電鏡的，比如配備波譜儀且突出微區(qū)分析能力的電子束探針(Electron probe micro analyzer，簡(jiǎn)稱EPMA)，使用電子束進(jìn)行微納加工的電子束曝光系統(tǒng)(Electron beam lithography，簡(jiǎn)稱EBL)。